Zusammenfassung der mit dem Windorferpreis geehrten Publikation: „Inhaled L-arginine improves exhaled nitric oxide and pulmonary function in patients with cystic fibrosis“; Am J Respir Crit Care Med Vol. 174. pp208 – 212, 2006

Stickstoffmonoxid-Synthese ist bei CF-Patienten gestört
NO (Stickstoffmonoxid) spielt im menschlichen Organismus eine wichtige Rolle als Botenstoff. NO wird im Körper aus der Aminosäure L-Arginin und aus Sauerstoff synthetisiert. Die dafür zuständigen Enzyme sind die NO-Synthasen (NOS). In der Lunge reguliert NO u. a. die Bronchodilatation und damit die Lungenfunktion (FEV1). Erste Erkenntnisse zur Rolle von NO in den Atemwegen wurden an Asthma-Patienten gewonnen. Daraufhin hatten Untersuchungen an CF-Patienten ergeben, dass die NO-Synthese bei Mukoviszidose gestört ist. Einer der für den NO Mangel verantwortlichen Mechanismen ist die vermehrte Aktivität des Enzyms Arginase, welche zu einem Mangel an L-Arginin führt. Herr Dr. Grasemann hat aus dieser Erkenntnis die Frage abgeleitet, ob durch eine Erhöhung der L-Arginin Konzentration in der Lunge eine Zunahme der NO-Produktion und damit eine Verbesserung der Lungenfunktion (FEV1) bei CF-Patienten erreicht werden kann. 

Inhalatives L-Arginin als neue Theraieoption
Zunächst wurde die L-Arginin-Therapie mit ermutigenden Ergebnissen an CF-Mäusen getestet. Erste klinische Versuche an CF-Patienten folgten, wobei L-Arginin zunächst oral oder intravenös verabreicht wurde. Eine klinische Verbesserung der Lungenfunktion konnte in diesen ersten Studien nicht beobachtet werden, wahrscheinlich weil die systemische Verabreichung keine physiologisch wirksame Erhöhung der NO-Konzentration in der Lunge bewirken konnte. Teile dieser Arbeiten zur oralen Arginin Substitution wurden damals durch den Mukoviszidose e. V. unterstützt.

Nach diesen Studien konzipierte Herr Dr. Grasemann die nun mit dem Windorferpreis geehrte klinische Studie. An dieser kleinen Pilotstudie nahmen insgesamt 13 CF-Patienten teil, wobei allen Patienten an zwei verschiedenen Tagen jeweils einmalig inhalatives L-Arginin oder Kochsalzlösung als Plazebo verabreicht wurden. Durch die inhalative L-Arginin Substitution versprach sich Herr Dr. Grasemann eine physiologisch wirksame Konzentrationserhöhung des Botenstoffs NO in der Lunge zu erreichen. Als Kontrollgruppe dienten gesunde Personen, die die gleiche Therapie erhielten (L-Arginin und Kochsalz als Plazebo). Die inhalative L-Arginin-Therapie wurde von den CF-Patienten sehr gut vertragen. Nach L-Arginin aber nicht nach Kochsalz Inhalation konnte bei den CF-Patienten eine eindeutige Verbesserung der Lungenfunktion (FEV1) gemessen werden. Dieser Effekt wurde nur bei den CF-Patienten gesehen, nicht aber bei den gesunden Kontrollpersonen. Durch diese Pilotstudie konnte erstmals gezeigt werden, dass eine einmalige Inhalation von L-Arginin bei CF-Patienten eine akute, vorübergehende Verbesserung der Lungenfunktion bewirkt. Aus dieser viel versprechenden Beobachtung leitet sich die Notwendigkeit größerer Studien ab, um den Effekt der L-Arginin Inhalation auf die NO-Bildung (Dosisfindung), die Lungenfunktion, die Inflammation (NO wirkt auch entzündungshemmend) sowie den Einfluss auf die Pseudomonas Besiedelung (NO hilft beim Abtöten von Bakterien, L-Arginin könnte aber auch von Bakterien verstoffwechselt werden) und zu untersuchen.

Eine Phase II Studie zum Nachweis der Wirksamkeit und Sicherheit einer wiederholten Anwendung von inhalativem L-Arginin ist durch Herrn Dr. Grasemann bereits im November 2006 in Kanada initiiert worden. Die Ergebnisse dieser Studie werden Ende des Jahres 2008 erwartet.

Herr Dr. Grasemann absolvierte sein Medizinstudium zunächst an der Universität Essen. Nach einem Forschungsaufenthalt an der „Harvard Medical School“ in Boston, USA, arbeitete er an der Universitätskinderklinik in Essen (Facharzt im Bereich Pädiatrie), wo er auch die wesentlichen Forschungsarbeiten durchführte, die er in der nun mit dem Windorferpreis geehrten Publikation zusammenfasste. Seit 2005 arbeitet er an dem „Hospital of Sick Children“ in Toronto, Kanada. Seine Forschungsaktivitäten liegen dort weiterhin im Bereich des Stickstoffmonoxid-Stoffwechsels und dessen Einfluss auf die Luftwege. 

Der Adolf-Windorfer Preis wird alle zwei Jahre ausgeschrieben. In diesem Jahr hat sich die Regionalgruppe Münster bereit erklärt, das Preisgeld in Höhe von 5.000€ zur Verfügung zu stellen. Der Preis wurde auf der Jahrestagung in Bremen verliehen. Dr. Grasemann, der wie erwähnt zurzeit in Toronto tätig ist, konnte den Preis zwar leider nicht persönlich entgegen nehmen, sandte aber eine Videobotschaft mit herzlichen Dankesworten. Herr Mehl und Frau Kellermann-Maiworm überreichten den Preis an Hr. Dr. Ballmann, der ihn an seinen Kollegen weiterreichen wird.