Identifizierung und Charakterisierung von neuen Kandidatengenen bei hereditären Skelettmuskelerkrankungen mit kardialer Beteiligung

Hereditäre Myopathien, insbesondere Gliedergürteldystrophien, sind
häufig mit einer begleitenden Kardiomyopathie assoziiert. Bei 15
der 27 bisher bekannten und molekulargenetisch analysierten
Gliedergürteldystrophien konnte eine begleitende kardiale
Komponente in unterschiedlicher Ausprägung gefunden werden. Dagegen
wurde bislang nur unzureichend untersucht, wie häufig Patienten,
die primär an einer hereditären Kardiomyopathie leiden, auch eine
Skelettmuskelbeteiligung aufweisen, beispielsweise wie oft
Patienten mit einer hypertrophen bzw. obstruktiven Kardiomyopathie
(HCM oder HOCM) auch eine Gliedergürtelschwäche zeigen. Bei einer
Familie mit einer bekannten familiären Kardiomyopathie konnte eine
autosomal-dominante Mutation im MYBPC3-Gen gesichert werden.
Mutationen in diesem Gen gehören zu den häufigsten genetischen
Ursachen einer HCM. Einige schwerer betroffene Familienmitglieder
litten zusätzlich an einer Gliedergürteldystrophie. Eine
Gesamtexom-Analyse mittels Next-Generation-Sequencing lieferte
Hinweise auf Varianten in möglichen weiteren Kandidatengenen, die
die Schwere des Phänotyps erklären könnte. Alternativ wurde die
Hypothese überprüft, ob Mutationen im MYBPC3-Gen neben ihrer
bekannten Rolle als Ursache von Kardiomyopathien auch an der
Entstehung von Gliedergürtelmuskelschwäche beteiligt sein könnten.
Ein repräsentatives Patientenkollektiv wurde sowohl von
neurologischer als auch von kardiologischer Seite ausgewählt, um
eine klinische Kombination der Erkrankungen teilweise bestätigt zu
finden. In einem kleinen Kollektiv von sieben Patienten mit einer
hereditären hypertrophen (obstruktiven) Kardiomyopathie und
verschiedenen Mutation im MYBPC3-Gen wurde bei drei Patienten eine
bisher nicht diagnostizierte leichtgradige Muskelschwäche
bestätigt, was die Möglichkeit einer Assoziation eines
Gliedergürtelphänotyps und einer hereditären hypertrophen
(obstruktiven) Kardiomyopathie mit Mutationen im MYBPC3-Gen
nahelegte. Um zu überprüfen, ob MYBPC3-Genvarianten eine bisher
übersehene Ursache erblicher Skelettmuskelerkrankungen sind, wurde
ein Kollektiv von 59 Patienten mit dem klinischen Phänotyp einer
Gliedergürteldystrophie, einem dystrophen Bild in der
Muskelhistologie und positiver Familienanamnese ausgewählt, mit
bislang aber negativer genetischer Testung in einer Reihe von
bekannten LGMD-Genen. Eine molekulargenetische Analyse aller
kodierenden Exons des MYBPC3-Gens lieferte jedoch keine pathogene
Sequenzvariante. Auch bei einer anderen erblichen Myopathie, die
als GNE-Myopathie oder hereditäre Einschlusskörpermyopathie
bezeichnet wird, da sie durch Mutationen im GNE-Gen bedingt ist und
muskelbioptisch charakteristische Einschlusskörper aufweist, ist
neben der Skelettmuskelerkrankung auch eine kardiale Beteiligung
beschrieben worden, die zwar selten auftritt, aber zu infausten
Prognosen führen kann. Die GNE-Myopathie wird autosomal-rezessiv
vererbt und präsentiert sich klinisch mit einer distal betonten und
im weiteren Verlauf nach proximal fortschreitender Muskelschwäche,
die eine typische Aussparung des M. quadriceps femoris zeigt. In
der vorliegenden Arbeit wurde das GNE-Gen bei 20 klinisch
ausführlich charakterisierten Patienten molekulargenetisch
analysiert, mit dem Ziel, das bisher beschriebene Spektrum an
bekannten Mutationen zu erweitern. Bei zwei Patienten konnten
bereits publizierte Mutationen gefunden werden, wovon eine auch mit
einem kardialen Phänotyp assoziiert wird. Die zusätzlich
durchgeführte Proteinexpressions- und Lokalisationsdiagnostik von
GNE in der Zelle mittels Western-Blot und
Immunfluoreszenzmikroskopie sollte Aufschluss über die genaue
Lokalisation und Funktion von GNE erbringen, um die
Pathogenesemechanismen genauer zu verstehen und dadurch
zielgerichtet therapeutische Strategien entwickeln zu können. Eine
Einschlusskörpermyopathie findet sich ebenfalls bei der sehr
seltenen hereditären IBMPFD, bei der es sich um einen
Symptomenkomplex aus Einschlusskörpermyopathie (inclusion body
myopathy, IBM), frontotemporaler Demenz und M. Paget des Knochens
handelt, der durch Mutationen im VCP-Gen bedingt ist. Bei der
IBMPFD wurden bislang weltweit 19 verschiedene Mutationen in 38
Familien gefunden. Die Erkrankung kann sich häufig auch klinisch
oligosymptomatisch manifestieren, d. h. nur mit einer Myopathie. In
einem Patientenkollektiv mit passendem Phänotyp ohne Nachweis einer
Mutation im VCP-Gen, wurde die Analyse eines neuen,
vielversprechenden Kandidatengens etabliert. Das HDAC6-Gen kodiert
für ein gleichnamiges Protein, das durch die Interaktion mit VCP
beim Abbau fehlgefalteter Proteine identifiziert wurde und an der
Aggresombildung beteiligt ist. Somit wurden Patienten mit einem
IBM- oder IBMPFD-Phänotyp und negativer genetischer Testung im
VCP-Gen einer HDAC6-Genanalyse unterzogen. Eine pathogene
Sequenzvariante ließ sich dabei jedoch nicht detektieren. Künftig
werden neue Technologien wie die Gesamtexom-Sequenzierung die
aufwändige Kandidatengenanalyse ablösen, um bei neuromuskulären
Erkrankungen Mutationen in neuen oder bekannten Genen zu
identifizieren, die wesentliche Erkenntnisse zur
Genotyp-Phänotyp-Korrelation liefern.