Analyse von Kandidatengenen bei primären Dystonien : Dopa-responsive Dystonie (DYT 5) und Paroxysmale kinesiogene Choreoathetose (DYT 10)

Abstract

In dieser Dissertation wurde bei zwei primären Dystonien, der Dopa-responsiven Dystonie/DYT 5 und der Paroxysmalen kinesiogenen Choreoathetose/DYT 10, jeweils ein Kandidatengen bei Patienten mit entsprechender Symptomatik auf eventuelle Veränderungen der genomischen Sequenz hin untersucht. Als Screeningverfahren diente hierbei SSCP, der, im Fall einer Auffälligkeit, DNA-Sequenzierung angeschlossen wurde. In einem Fall wurde weiterhin die jeweilige cDNA mittels RT-PCR untersucht.Bei 100 Patienten, die das klinischen Erscheinungsbild einer Dopa-responsiven Dystonie aufwiesen, bei denen sich zuvor keine Mutation im hauptsächlich als krankheitsverursachend angesehenen GCH1-Gen gefunden hatte, wurde das Sepiapterin-Reduktase-Gen analysiert. Dessen Genprodukt ist, ebenso wie das von GCH1, am Stoffwechsel von BH4 beteiligt, welches u.a. bei der Biosynthese von Neurotransmittern, u.a. auch L-Dopa, als Co-Faktor dient.Bei einer vierköpfigen von PKC betroffenen französisch-deutschen Familie wurde das RKST1-Gen untersucht, welches sich innerhalb eines zuvor bei derselben Familie kartierten Krankheitslokus im perizentromeren Bereich von Chromosom 16 befindet. Das RKST1-Gen codiert für einen Natrium-Glucose-Cotransporter, welcher als Ionenkanal ein geeignetes Kandidatengen einer paroxysmalen neurologischen Erkrankung darstellt.Bei zwei DRD-Patienten konnte dabei jeweils ein heterozygoter Basenaustausch im SPR-Gen, einer davon im Intron 1, der andere im 5 -UTR-Bereich, entdeckt werden. 138 Kontrollpersonen wiesen keinen der beiden zum jeweiligen Basenaustausch zugehörigen SSCP-band-shifts auf.Die Untersuchung der cDNA des Patienten, bei welchem die intronische Mutation entdeckt wurde, lieferte aufgrund methodischer Schwächen leider keine verwertbaren Ergebnisse.Bei weiterführenden Untersuchungen der Patientin mit einem Basenaustausch im 5 -UTR-Bereich außerhalb der vorliegenden Doktorarbeit fiel eine auf etwa die Hälfte reduzierte Sepiapterin-Reduktase-Enzymaktivität auf, welcher eine Haploinsuffizienz des zugehörigen Gens zugrunde liegen könnte. Bislang waren nur homo- bzw. kombiniert heterozygote Mutationen als Ursache von DRD-ähnlicher Symptomatik beschrieben worden.Das Mutationsscreening im RKST1-Gen der Familie, in welcher PKC auftrat, blieb dagegen erfolglos. Mindestens ein Screening außerhalb dieser Dissertation bei PKC-Patienten im gleichen Gen lieferte ebenfalls keinerlei auffälligen Ergebnisse. Auch ansonsten gelang ein eindeutiger Nachweis einer pathogenen DNA-Sequenzänderung, welche PKC verursacht, bislang nicht. In this doctoral thesis in two primary dystonias, namely Dopa-responsive dystonia (DYT 5) and Paroxysmal kinesigenic choreoathetosis (DYT 10), a candidate gene of patients suffering from one of the diseases was searched for mutations respectively. SSCP was used as a screening test and, in case of a suspicious finding, followed by DNA-sequencing. In one patient also RT-PCR of the cDNA was carried out.In 100 Patients showing the clinical signs of Dopa-responsive dystonia and having no mutation in GCH1 - which is usually considered as disease gene in DRD - the gene coding for sepiapterin reductase was investigated. This gene, as well as GCH1, codes for an enzyme involved in the biosynthesis of BH4, which i.a. is an essential cofactor for the biosynthesis of neurotransmitters and also for L-Dopa.In four members of a family with PKC the RKST1-gene was analysed, which maps to a disease locus in the pericentromeric region of chromosome 16 defined before by linkage analysis in the same family. RKST1 encodes a sodium/glucose cotransporter protein and is as an ion channel gene considered to represent a good candidate in paroxysmal neurological disorders.In two patients with DRD a heterozygous base exchange could be detected respectively, one of them in intron 1, the other one in the 5 -untranslated region of SPR. In 138 unaffected controls the mutations were not observed.The result of the investigation of the cDNA of the patient carrying the mutation in intron 1 was unfortunately not evaluable.Further investigations of the patient having a base exchange in the 5 -untranslated region of SPR outside this doctoral thesis showed a significantly reduced sepiapterin reductase enzyme activity, indicating haploinsufficiency of the gene to be the molecular pathological mechanism.Other published mutations of SPR causing DRD-like symptoms have all beenhomozygous respectively combined heterozygous.The search of mutations in RKST1 in the family with PKC, however, did not lead to any results. Another recently published search in the same gene in patients with PKC did not either. Furthermore, the identification of a DNA sequence change clearly being causative for PKC still failed at all.