X-chromosomal vererbte Leukoenzephalopathie und Osteochondrodysplasie - vier Erkrankte, eine Familie

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war es die genetische Grundlage einer bisher unbekannten Erkrankung zu identifizieren. Diese ist gekennzeichnet durch die Symptome einer Leukoenzephalopathie und Osteochondrodysplasie. Die Einordnung der neurologischen und orthopädischen Symptome in ein bereits bekanntes Krankheitsbild war nicht möglich. Die Krankheit tritt in einer Familie bei vier männlichen Familienmitgliedern auf. Drei der Patienten waren zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Doktorarbeit bereits verstorben. In der Arbeit von Neubauer et al. [2006], der die gleiche Familie als Grundlage dient, wurde der Erkrankungslocus durch eine Kopplungsanalyse auf einen Bereich eingegrenzt. In diesen Bereich liegen 107 Gene, davon sind 38 Gene Pseudogene. 39 Kandidatengene mit 213 Exons wurden auf Grund ihrer Funktion im Muskel- bzw. Gehirnstoffwechsels bereits in der erwähnten Arbeit untersucht. Eine die Krankheit auslösende Genveränderung konnte hierbei nicht gefunden werden [Neubauer et al., 2006]. In der vorliegenden Arbeit wurden weitere 21 Gene, die im Erkrankungslocus liegen, mit insgesamt 114 Exons und den unmittelbar angrenzenden Intronabschnitten auf eine der Erkrankung zugrunde liegende genetische Veränderung hin untersucht. Bei fünf der untersuchten Gene wurden insgesamt 15 Sequenzabweichungen von der humanen Referenzsequenz festgestellt. Alle Sequenzvarianten wurden mit dem Programm Mutation Taster auf ihr pathogenes Potential untersucht. Die Ergebnisse der Analyse lieferten keinerlei Hinweise darauf, dass die Mutationen in den untersuchten Genen als krankheitsverursachend zu werten sind. Zusätzlich wurden sämtliche Sequenzabweichungen in vier Spleißstellenveränderungen vorhersagende Programme (SpliceView, NetGene2, BDGP, HSF 2.4) eingegeben. Es ergab sich hier eine Schwierigkeit in der Auswertung und der anschließenden Bewertung durch die in den einzelnen Programmen sehr voneinander abweichenden Vorhersagen. Insgesamt hatten zwei Sequenzabweichungen des Gens MGC16121 die meisten Übereinstimmungen in der Auswertung der Programme und waren damit auch die am sichersten zu bewertenden Vorhersagen. Die im Exon dieses Gens lokalisierte Veränderung führt dabei laut Aussage dreier Programme zu der Entstehung einer neuen Akzeptor-Spleißstelle. Die intronische Sequenzvariante ) führt laut zwei Programmenzu der Entstehung einer neuen Donor-Spleißstelle. Die Konsequenz, die aus den Sequenzvarianten erwächst, ist alleine durch die Auswertung von Computer generierten Vorhersagen nicht möglich. Zur abschließenden Klärung der Pathogenität der Sequenzabweichungen kann entweder direkt aus einer Hautbiopsie oder aus Blutzellen des Patienten gewonnene mRNA oder die Konstruktion von Minigenen dienen. Beide Varianten erlauben eine Beurteilung der möglichen Auswirkungen der Spleißstellenveränderungen. Da außerdem noch 16 weitere in dieser Arbeit nicht untersuchte Gene in dem ermittelten Erkrankungslocus liegen, ist, bis zur abschließenden Analyse aller Gene, die Bedeutung möglicher genetischer Veränderungen auf die Entstehung der Leukoenzephalopathie und Chondrodysplasie der in dieser Arbeit beschriebenen Patienten als ungeklärt zu betrachten.

The aim of this thesis is to identify the genetic basis of a hitherto unknown disease. It is characterized by leukoencephalopathy and osteochondrodysplasia symptoms. Classification of the neurologic and orthopedic symptoms into known disease patterns failed. The disease occurred with four male members of one family. Three of the patients were deceased by the time this thesis was investigated. Previous work by Neubauer et al. based on the same family located the range of genes potentially causing the disease by the means of coupling analysis. The range contains 107 genes whereof 38 are pseudogenes. 39 genes with 213 exons were investigated due to their function in muscle or brain metabolism respectively. Gene mutations eliciting the disease could not be found. 21 genes with 114 exons in the locus of the disease and the directly adjoining intron sections were investigated in this work for a ailment causing genetic alternation. Five of the genes showed a total of 15 sequence alternations from the human reference sequence. All sequence variants were examined for their pathologic potential with the Mutation software. No indications for a eliciting of the disease could be found from the analysis. Additionally all sequence variations were investigated with splice site predicting software (SpliceView, NetGene2, BDGP, HSF 2.4). Conflicting results from the different programs impeded evaluation and appraisal. The gene MGC16121 contained two sequence alternations with most agreement of the programs which have consequently the highest certainty. Three of the programs predicted an acceptor splice site caused by the alternation of the exon. The intron sequence variance leads to a new donor splice site according to two programs. Consequences arising from these alternations cannot be assessed by mere analysis using software. Final clarification of the pathogenicity of the sequence variations needs mRNA from a skin biopsy or blood cells of a patient or alternatively construction from mini genes. Both methods allow an assessment of potential effects of splice site variants. As additional 16 genes, that were not investigated in this thesis, are within the range of the locus the effect of genetic alternations on leukoencephalopathy and osteochondrodysplasia cannot be confirmed until all genes are fully investigated.