Molekulargenetische Untersuchungen zur okulopharyngealen Muskeldystrophie

Klossok, Thomas; Schröder, J. Michael

doi:26939

Molekulargenetische Untersuchungen zur okulopharyngealen Muskeldystrophie

Klossok, Thomas (Author)

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Thomas Klossok

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

Umfang55 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Schröder, J. Michael (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2005-12-19

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-13618
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/60765/files/Klossok_Thomas.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; Okulopharyngeale Muskeldystrophie (frei) ; OPMD (frei) ; PABPN1 (frei) ; Oculopharyngeal muscular dystrophy (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In der vorliegenden Dissertation wird die Okulopharyngeale Muskeldystrophie (OPMD) behandelt, eine autosomal dominante Erbkrankheit, deren geschätzte Prävalenz in Westeuropa bei ungefähr 1:100.000 liegt. Klinisch imponiert sie durch im mittleren Lebensalter auftretende Ptosis, Dysphagie und proximale Extremitätenschwäche, wobei alle Symptome einen progredienten Charakter aufweisen. Die Ursache der OPMD ist eine Mutation im „poly(A) binding protein nuclear1“(PABPN1)-Gen, bei der es typischerweise zu einer Expansion eines (GCG)6 Traktes zu (GCG)8-13 kommt. Elektronenmikroskopisch sind tubulofilamentöse Kerneinschlüsse mit einem Durchmesser von 8,5nm, welche unter anderem PABPN1 enthalten, charakteristisch für die OPMD.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 6 Patienten molekularbiologisch untersucht, bei denen aufgrund der klinischen Symptome und der elektronenmikroskopischen Befunde eine OPMD diagnostiziert worden war. In allen 6 Fällen konnte eine die OPMD verursachende Mutation im PABPN1-Gen nachgewiesen werden. Besonders zu betonen ist, dass eine der gefundenen Mutationen von dem klassischen Muster der ansonsten für die Krankheit charakteristischen Mutationen abweicht. Anstelle der sonst üblichen Expansion einer (GCG)6-Sequenz zu (GCG)8-13 wurde bei Patient Nr. 5 nach dieser (GCG)6-Sequenz eine (GCA)2(GCG)-Insertion identifiziert. Diese Mutation wurde in der Literatur bisher nicht beschrieben. Aus dieser Struktur lassen sich Rückschlüsse auf den Entstehungsmechanismus der Mutation der OPMD ziehen. Diese Veränderung spricht eher für den „unequal crossing over“-Mechanismus als für das „polymerase slippage“-Modell. Durch die Untersuchung der mRNA konnte nachgewiesen werden, dass in den Muskeln, aus deren Biopsiematerial die mRNA isoliert wurde, sowohl das mutierte als auch das nicht mutierte PABPN1-Allel transkribiert wurden. In 5 der 6 untersuchten Fälle wurde eine größere Menge mRNA des mutierten als des nicht mutierten Allels nachgewiesen. Beim Vergleich des Mengenverhältnisses [mRNA vom mutiertem Allel/mRNA vom Wildtyp-Allel] mit der Muskelschwäche des Muskels, aus dem die mRNA isoliert wurde, zeichnete sich eine korrelierende Tendenz ab. Eine höhere Transkriptionsrate des mutierten Allels stand in Zusammenhang mit einer stärkeren Schwächung des jeweiligen Muskels. Die aus den durchgeführten Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse könnten durchaus einen weiteren Schritt auf dem Weg zur Klärung der noch offenen Fragen im Zusammenhang mit der Pathogenese der OPMD bedeuten. Zum einen lassen sie Schlüsse zu auf den Entstehungsmechanismus der Mutation, welche der OPMD zu Grunde liegt, zum anderen weisen sie darauf hin, dass eine unterschiedlich starke allelische Transkription der PABPN1-Allele einen Einfluss auf das klinische Bild der Krankheit haben könnte.

Oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD) is an autosomal dominant inherited disease with an estimated European prevalence of 1 per 100,000. OPMD is a late-onset disorder characterized by progressive ptosis, dysphagia and proximal limb weakness. A mutation in the „poly(A) binding protein nuclear1“(PABPN1)-gene was identified to be responsible for the disease. The characteristic mutation is an expansion of a (GCG)6 trinucleotide repeat to a length of (GCG)8-13. An ultrastructural hallmark of OPMD is the presence of intranuclear tubular inclusions in muscle fibers with an outer diameter of 8.5 nm. These inclusions contain PABPN1. In this study molecular genetic examinations were performed in 6 patients with clinically and electron microscopically verified OPMD. Sequence analysis revealed a mutation in the PABPN1-gene in all 6 cases. Interestingly, one of the mutations differs from the classical expansion of the (GCG)6 tract to (GCG)8-13. In patient number 5 a (GCA)2GCG insertion was identified following the (GCG)6 sequence. This insertion has not been described before. Conclusions on the mechanism leading to the mutation causative for OPMD may be drawn from this mutation detected in patient 5. It lets the unequal crossing over mechanism appear to be more plausible than the polymerase slippage model.Fragment analysis was performed with the RT-PCR products of the mRNA isolated from the patients muscle biopsies. In all 6 cases fragments of the mutated and of the normal alleles were detectable. The integrals of fluorescence signals which were detected in fragment analysis were used to determine the ratio between the amount of RT-PCR products of mutated versus normal alleles. In 5 cases, a higher amount of RT-PCR products of the mutated allele was found. To some degree the ratios between the amount of RT-PCR products of mutated versus normal alleles correlated with weakness of the muscles from which the biopsies had been taken.The results of this study might help to elucidate some open questions in the pathogenesis of OPMD. The mutation found in patient 5 gives a hint on the mechanism which leads to the mutation in the PABPN1-gene. Furthermore the results suggest that allelic transcription might have an influence on the clinical picture of the disease.

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