Der Einfluss von Polymorphismen in Genen nucleozytoplasmatischer Transportproteine auf das Erkrankungsalter bei der Spinozerebellären Ataxie Typ 3

Abstract

Zielsetzung: Die Spinozerebelläre Ataxie Typ 3 ist eine vererbte, neurodegenerative Erkrankung, die durch eine Polyglutaminexpansion in Ataxin-3 verursacht wird. Die Anzahl der CAG-Wiederholungen im ATX3 Gen korreliert dabei invers mit dem Erkrankungsalter (AAO) der SCA3 Patienten. Die Anzahl der CAG-Wiederholungen trägt jedoch nur ca. 43%-55% zum AAO bei. Neben Umweltfaktoren haben wahrscheinlch bisher unbekannte Polymorphismen einen Anteil am Erkrankungsalter der SCA3 Patienten. Ataxin-3 ist bei Betroffenen im Zellkern lokalisiert, wo es intranukleäre Einschlusskörperchen bildet. Es wird von Caspasen und Calpainen gespalten, bevor es zur Ausbildung dieser spezifischen Kerneinschlusskörperchen kommt. Es könnten daher Proteine, die am nukleozytoplasmatischen Transport oder der Proteolyse beteiligt sind, auf die Lokalisation von Ataxin-3 und damit die Pathogenese der SCA 3 einwirken. Ziel war es daher, SNPs in Genen die für diese Proteine codieren zu identifizieren und deren Einfluss auf das Erkrankungsalter zu bestimmen. Methode: Für die SNPs wurden optimale Bedingungen zur Genotypisierung mittels High Resolution Melting (HRM) etabliert. Anhand der Unterschiede in der Schmelzkurvenanalyse wurden 492 Patienten, deren Erkrankungsalter bekannt war, für die identifizierten SNPs typisiert. Die Genotypisierungsergebnisse wurden anschließend mittels Sequenzierung verifiziert. Der Einfluss der untersuchten SNPs auf das Erkrankungsalter konnte dann durch eine Kovarianzanalyse mit dem kontinuierlichen Einflussfaktor CAG-Repeat Länge und der Gruppeneinteilung des Polymorphismus als nominalen Einflussfaktor sowie einer Wechselwirkung aus Beiden berechnet werden. Ergebnisse: Es konnten sechs vielversprechende Polymorphismen, die eine funktionelle Auswirkung auf die Proteinaktivität vermuten ließen, identifiziert werden. Diese liegen in den Genen IPO4, XPO6, KPNA2, CAST und CAPN2. Anhand der etablierten Methoden konnte der Nachweis der SNPs in der Normalbevölkerung sowie in den 492 Patientenproben erfolgreich erbracht werden. Die Kovarianzanalyse ergab einen signifikanten Einfluss der zwei SNPs in Importin 4 sowie des SNPs in Exportin 6 auf das Erkrankungsalter der SCA3 zusätzlich zu der Anzahl der CAG-Wiederholungen. Dabei führt ein homozygoter Genotyp für das seltene Allel jeweils zu einem frühreren Auftreten erster Krankheitssymptome von 4-13 Jahren. Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass Transportproteine maßgeblich am Krankheitsverlauf der SCA3 beteiligt sind. Wir vermuten, dass Importin 4 und Exportin 6 eine Schlüsselrolle in der Lokalisation von Ataxin-3 spielen. Funktionelle Analysen wie eine Bestätigung in Zellkultur müssten folgen, um Hinweise auf den Mechanismus der Beeinflussung des Erkrankungsalters zu gewinnen. Die Identifikation dieser beiden Proteine stellt einen Ausgangspunkt dar, um den genauen Einfluss der nukleozytoplamatischen Transportproteine auf den Verlauf der SCA3 und die Möglichkeit ihn als therapeutischen Ansatzpunkt zu nutzen, weiter aufzuklären.