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Title
Bone microstructure in patients with autosomal-dominant polycystic kidney disease / eingereicht von
Additional Titles
Die Knochenmikrostruktur von Patienten mit autosomal- dominanter polyzystischer Nierenerkrankung
AuthorBrunecker, Teresa
Thesis advisorDiarra, Danielle
Published2018
Description73 Blatt
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionSeptember 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung / ADPKD / Polyzystine / PC-1 / PC-2 / Knochenmikrostruktur / Knochenstoffwechsel / HR-pQCT
Keywords (EN)autosomal-dominant polycystic kidney disease / ADPKD / polycystins / PC-1 / PC-2 / bone microstructure / bone metabolism / HR-pQCT
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Abstract (German)

Hintergrund:

Die autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung (ADPKD) ist die häufigste monogenetische renale Erkrankung. Sie führt zu einer progredienten Niereninsuffizienz und manifestiert sich nicht nur renal, sondern auch extrarenal. Die zugrundeliegende Pathologie ist eine Mutation in einem der zwei codierenden Gene, PKD-1 und -2, mit daraus folgender Fehlfunktion der Proteine Polycystin (PC) -1 und -2. Studien im Mausmodel zeigten kürzlich, dass Mutationen dieser Gene zu einer Beeinträchtigung des Knochenstoffwechsels und der -mikrostruktur führen. In dieser Studie wurde untersucht, ob sich die Knochenmikrostruktur von Patienten mit ADPKD und gesunden Individuen unterscheidet.

Methoden:

Die Knochenmikrostruktur wurde im Rahmen einer prospektiven Kohortenstudie mit 24 Patienten mit ADPKD und einer eGFR > 60 ml/min/1,73m im Vergleich zu 50 gesunden Individuen einer Kontrollgruppe untersucht. Radiologische Parameter wurden nicht-invasiv mit high resolution peripheral quantitative computed tomography (HR-pQCT) gemessen. Die HR-pQCT erstellt ein dreidimensionales Modell des Knochens und erlaubt eine Quantifizierung der trabekulären und kortikalen Knochenmikrostruktur. Diese Diplomarbeit vergleicht die Knochendichte und mikrostrukturparameter des distalen Radius und der Tibia zwischen den beiden Gruppen.

Ergebnisse:

Männliche ADPKD Patienten zeigten an Radius und Tibia eine niedrigere durchschnittliche Knochendichte (D100) und geringere kortikale Dicke (Ct.Th) sowie eine gering niedrigere trabekuläre Dichte (Dtrab) und ein leicht reduziertes trabekuläres Knochenvolumen (BV/TV) als männliche Kontrollen. Diese Unterschiede waren statistisch nicht signifikant. Es zeigten sich eine signifikant höhere Dichte der Kortikalis (Dcomp) und eine größere Ct.Th an den Radien von weiblichen Patienten mit ADPKD, verglichen mit weiblichen Kontrollen.

Schlussfolgerung:

Die niedrigeren D100, Ct.Th, Dtrab und BV/TV Werte sind teilweise übereinstimmend mit Ergebnissen im ADPKD-Mausmodell, und könnten eine von Polyzystinen verursachte Beeinträchtigung der Knochenbildung reflektieren. Eine mögliche Erklärung für die höhere kortikale Knochenmasse von Frauen mit ADPKD im Vergleich zu gesunden Individuen könnten östrogenabhängige Änderungen in Knochenmodulatoren wie VEGF und eNOS sein. Es werden weitere prospektive Studien mit radiologischer Bildgebung und Analyse serologischer Marker des Knochenstoffwechsels benötigt.

Abstract (English)

Background:

Autosomal-dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is the most common monogenetic disorder affecting the kidneys. ADPKD leads to a progressive kidney insufficiency and manifests not only renal, but also extrarenal. The underlying pathology is a mutation in one of the two encoding genes, PKD-1 or PKD-2, resulting in malfunction of their proteins PC-1 and PC-2. Recent studies in mouse models have shown that mutations in these genes lead to an impaired bone metabolism and deterioration of the bone microstructure. The goal of this study was to determine whether the bone microstructure of ADPKD patients with an eGFR > 60 mL/min per 1,73m differs from healthy individuals.

Methods:

The bone microstructure of 25 patients with ADPKD and an eGFR > 60 mL/min per 1,73m was compared to 50 healthy individuals in a prospective cohort study. Radiological parameters were measured non-invasively with high resolution peripheral quantitative computed tomography (HR-pQCT). The HR-pQCT provides a three-dimensional model of the bone and allows for quantification of the trabecular and cortical microarchitecture. For this study, we compared bone density and microstructural parameters of the distal radius and tibia between the two groups.

Results:

Men with ADPKD showed lower mean values of average bone density (D100) and cortical thickness (Ct.Th) and a slightly lower trabecular density (Dtrab) and trabecular bone volume (BV/TV) at the radius and tibia than male healthy controls, although these results were not statistically significant. Female patients with ADPKD showed significantly higher values of cortical bone density (Dcomp) and Ct.Th at the radius compared to female healthy controls.

Conclusion:

Lower levels of D100, Ct.Th, Dtrab and BV/TV are partly similar to previous findings in mouse models of ADPKD and might reflect impaired bone formation, associated with a malfunction of polycystins in the bone. The observed higher cortical bone mass in women with ADPKD might be explained by estrogen-related alterations in bone modulators like VEGF and eNOS. Additional prospective radiologic imaging studies and analysis of serologic markers of bone metabolism are needed.