Untersuchungen zur Molekularbiologie und Pathobiochemie von Pseudoxanthoma elasticum (PXE)

Schulz V. Untersuchungen zur Molekularbiologie und Pathobiochemie von Pseudoxanthoma elasticum (PXE). Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2005.Pseudoxanthoma elasticum (PXE) ist eine seltene, vererbbare Erkrankung, die durch eine progressive Kalzifizierung und Fragmentierung der elastischen Fasern im Bindegewebe der Haut, der Augen, des kardiovaskulären Systems und des Gastrointestinaltraktes charakterisiert ist. Im Jahre 2000 wurden erstmalig PXE-verursachende Mutationen in dem Gen ABCC6 identifiziert. Das ABCC6-Gen besteht aus 31 Exons und kodiert das transmembrane Protein MRP6, dessen physiologische Funktion bislang unbekannt ist. Die Identifizierung des vollständigen Spektrums der PXE-verursachenden ABCC6-Mutationen ist bis heute ein aktueller Forschungsgegenstand. Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmalig 53 deutsche PXE-Patienten und 16 Angehörige mittels denaturierender Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (DHPLC) bezüglich des Auftretens von Mutationen in den Exons 1 - 31 des ABCC6-Gens untersucht. Dabei konnten insgesamt 32 verschiedene PXE-Mutationen identifiziert werden. Diese beinhalteten 22 Missense-Mutationen, 4 Deletionen, 3 Spleißstellen-Alterationen und 3 Nonsense-Mutationen. Bei 48 PXE-Betroffenen konnte mindestens eine ABCC6-Mutation nachgewiesen werden. Die ABCC6-Alterationen lagen in homozygoter, gemischt heterozygoter und heterozygoter Form vor. Die Mutationsdetektionsrate betrug 74 Prozent. Die meisten der ABCC6-Variationen traten einmalig auf. Häufigere PXE-Mutationen waren die Nonsense-Mutation p.R1141X und die Spleißstellen-Alteration c.2787+1G>T. 17 ABCC6-Variationen konnten in dieser Studie erstmalig detektiert und als PXE-verursachend eingestuft werden. Zu diesen zählten 15 Missense-Mutationen, 1 Spleißstellen-Alteration und 1 Deletion. Des weiteren konnte erstmals gezeigt werden, dass ABCC6-Alterationen keinen Risikofaktor für die Genese von abdominalen Aortenaneurysmen (AAA) darstellen. Bei der Mutationsanalyse der ABCC6-Exons 16 - 18, 24 und 28 - 30 von 133 AAA-Patienten wurden 5 ABCC6-Variationen detektiert, aber bei keiner dieser DNA-Alterationen wurde ein statistisch signifikanter Unterschied in der Allel-Frequenz zwischen AAA-Patienten und Kontrollpersonen beobachtet. Die Untersuchung beschränkte sich auf die ABCC6-Exons 16 - 18, 24 und 28 - 30, da diese funktionell wichtige MRP6-Domänen kodieren und bei PXE-Patienten sehr häufig Mutationen enthalten. Zur Analyse der ABCC6-Transkription wurde ein Real-Time-PCR-Verfahren etabliert und optimiert, mit dem sich ABCC6-cDNA nachweisen lässt. Zusätzlich ermöglicht die ABCC6-cDNA-spezifische LightCycler-Real-Time-PCR die relative Quantifizierung von ABCC6-mRNA in verschiedenen Zellkulturen und Geweben. In dieser Studie konnte weiterhin ein polyklonaler Kaninchen-anti-MRP6-Antikörper entwickelt werden, der zur Untersuchung der MRP6-Expression in Dermalfibroblasten von PXE-Patienten mit unterschiedlichem ABCC6-Genotyp eingesetzt wurde. Dabei stellte sich heraus, dass die MRP6-Expression mit den ermittelten ABCC6-Genotypen der PXE-Patienten korreliert und in den Fibroblasten verschiedener PXE-Patienten variiert. Bei der Analyse der PXE-Phänotypen konnte eine signifikant positive Korrelation zwischen dem Alter der PXE-Patienten und der Anzahl der PXE-betroffenen Organe beobachtet werden. Korrelationen zwischen den Geno- und Phänotypen der PXE-Patienten waren nicht zu erkennen. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zur Detektion von ABCC6-DNA-Variationen, zur Quantifizierung der ABCC6-mRNA und zum Nachweis der MRP6-Expression tragen zum Verständnis der Molekularbiologie von PXE und zukünftig zur Erstellung von Genotyp-Phänotyp-Korrelationen als auch zur Klärung der PXE-Pathobiochemie bei