Molekulargenetische Analyse der Kandidatengene p97/VCP, Myotilin und Vimentin bei hereditären Myopathien

Die Gruppe der degenerativen Myopathien mit Proteinaggregaten und
myofibrillären Veränderungen ist eine genetisch und klinisch
heterogene Gruppe der erblichen Muskelerkrankungen. In der
folgenden Arbeit wurde das Hauptaugenmerk auf zwei spezielle
Erkrankungen gelegt. Dabei handelte es sich um die IBMPFD
(Inclusion body myopathy, Paget‘s disease of bone and
frontotemporal dementia – Einschlusskörpermyopathie mit Morbus
Paget und frontotemporaler Demenz) und eine Form der
Gliedergürteldystrophie (LGMD1A-Limb Girdle Muscular Dystrophy 1A).
Beides sind Erkrankungen des Erwachsenenalters und eher durch eine
langsame Progredienz gekennzeichnet. Ziel der Arbeit war eine
klinische Charakterisierung von betroffenen Patienten mit genauer
molekulargenetischer Analyse der drei Kandidatengene VCP/p97 (VCP),
Myotilin (MYOT) und Vimentin (VIM). Hierzu wurde bei der
Verdachtsdiagnose einer degenerativen Myopthie oder
Einschlusskörpermyopathie die Patienten-DNA auf mögliche
krankheitsauslösende Mutationen untersucht. Des Weiteren folgten
klinische Vergleiche des Phänotyps bestimmter Mutationen und
spezifischere zellbiologische Untersuchungen zum besseren
Verständnis der Pathogenese der Erkrankungen. Im Rahmen dieser
Arbeit wurde die genomische DNA von insgesamt 42 Patienten
molekulargenetisch untersucht. Bei zwei Patienten wurde dabei die
seltene Mutation R159C im VCP-Gen identifiziert, die klinisch zum
Phänotyp einer IBMPFD passte, welche weiters in funktionellen
Analysen im Zellkulturmodell untersucht wurde. Hierbei zeigte sich
eine Störung der Myofibrillenbildung und Zelldifferenzierung. Bei
der dominanten Gliedergürteldystrophie LGMD1A konnte ein
krankheitsassoziierter Basenaustausch im MYOT-Gen neu identifiziert
werden, der mit der Erkrankung innerhalb der betroffenen Familie
segregierte, In Kontrollpopulationen ohne neuromuskuläre
Erkrankungen wurde diese Genvariante nicht nachgewiesen. Zusätzlich
wurde die Pathogenität der Mutation durch die phylogenetische
Konservierung der entsprechenden Aminosäureposition und
bioinformatische Vorhersage-Algorithmen gestützt. Zur
Identifizierung weiterer genetischer Ursachen hereditärer
Einschlusskörpermyopathien wurde das Kandidatengen Vimentin mittels
direkter Sequenzierung bei einem Patientenkollektiv von 28
Patienten mit einer Aggregatmyopathie unklarer Genese untersucht.
Das Protein Vimentin ist ein Typ-3-Intermediärfilament aus der
Gruppe der Desmine. Sein Vorkommen in pathologischen
Proteinablagerungen bei myofibrillären Myopathien legte einen
Zusammenhang mit anderen Proteinaggregatmyopathien nahe, so dass es
als interessantes neues Kandidatengen erschien. Hier fand sich
jedoch kein Hinweis darauf, dass Mutationen im Vimentin-Gen eine
häufige Ursache für Aggregatmyopathien in dem untersuchten
Patientenkollektiv sind. Für Patienten mit einer erblichen
Aggregatmyopathie ist eine genaue genetische Diagnostik eine
wichtige Information, da sie bei der Klassifikation der Erkrankung
hilfreich ist, Aussagen über die Prognose vereinfacht und auch
weiterführende, interdisziplinäre Diagnostik begründet. Zusätzlich
hat eine genetische Erkrankung auch Auswirkungen auf die
Familienplanung, sodass der sorgfältigen Diagnosestellung eine
professionelle humangenetische Beratung folgen sollte. Derzeit
beschränkt sich die Therapie der in dieser Arbeit behandelten
Erkrankungen überwiegend auf supportive Maßnahmen. In Zukunft sind
aber auch spezifische Gentherapien vorstellbar, die eine präzise
genetische Diagnostik als Basis benötigen. Bei einer Vielzahl von
bisher unheilbaren, degenerativen neuromuskulären Erkrankungen
bildet eine konsequente intensive Forschung auf molekular- und
zellbiologischer Ebene die Grundlage neuer translationaler
Forschungsansätze für künftige kausale Therapieoptionen.