Genetische Variabilität im Myosin Bindungsprotein C3 und im Alpha-Tropomyosin bei Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie

Abstract

Es wird angenommen, dass Mutationen in Sarkomergenen in bis zu 10% die Ursache einer familiären DCM darstellen. Eines der Ziele dieser Dissertation war es in einer Kohorte von 46 unverwandten Patienten mit idiopathischer DCM (IDC) Varianten in den Sarkomerproteinen MYBPC3 und TPM1 zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurde aus dem Vollblut der Patienten DNA extrahiert und anschließend das entsprechende Fragment mittels PCR amplifiziert. Das Amplifikat wurde denaturiert und einer SSCP-Analyse und gegebenenfalls Sequenzierung zugeführt. Mutationen im Sarkomerprotein MYBPC3 wurden bisher nur bei Patienten mit HCM als Krankheitsursache gefunden. Im Rahmen dieser Arbeit konnten erstmalig bei Patienten mit IDC Mutationen im MYBPC3- Gen identifiziert werden. Es wurden bei vier verschiedenen Patienten unterschiedliche heterozygote Mutationen (A774T, D880E, N948T und A536A) gefunden. Bei allen Mutationen handelt es sich um Basenaustausche. Drei der Patienten weisen eine Mutation auf, die zu einem Basenaustausch führt, der wiederum die Ursache einer Aminosäurensubstitution darstellt. Diese Form der Punktmutation wird als Missense-Mutation bezeichnet. Die Position A774 ist partiell konserviert, während die Aminosäuren an Position 880 und 948 in einer konservierten Domäne liegen. Der vierte Patient zeigt eine stumme Mutation, bei der der Basenaustausch nicht zu einer Aminosäurensubstitution führt. Die drei Aminosäuresubstitutionen befinden sich in derselben Domäne des MYBPC3. Diese Region befindet sich am C-terminalen Ende des Proteins und ist für die Interaktion mit dem A-Band verantwortlich. Es wird angenommen, dass diese Interaktion eine wichtige Funktion in der Regulation der Kontraktion und deren Weiterleitung an das Zytoskelett wahrnimmt. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass die Mutationen die Regulation der Kontraktion negativ beeinflussen und so zu einer Abnahme der Kontraktionsstärke führen. Dieses führt dann vermutlich über einen bisher unbekannten Mechanismus zu einer DCM. Eine der Aminosäuresubstitutionen (N948T) wurde von uns publiziert (Daehmlow, S. et. al. (2002)), die übrigen Mutationen sind in der Literatur bisher nicht beschrieben. Sie wurden weder in 100 gesunden Kontrollen identifiziert, noch in HCM-Patienten bisher gefunden. Neben den oben beschriebenen Mutationen konnten acht bekannte Polymorphismen im MYBPC3 identifiziert und ausgewertet werden. Die Genotypenverteilung sowohl des Patienten- als auch des Kontrollkollektives entsprach einer Mendelschen Normalverteilung. Aufgrund der nicht signifikant abweichenden Allelfrequenzen zwischen beiden Kohorten ergaben sich keinerlei Anhaltspunkte dafür, dass die im MYBPC3 identifizierten Polymorphismen eine Relevanz in der Krankheitsentstehung aufweisen. Keiner der Patienten in der Studienkohorte zeigte Mutationen im TPM1-Gen, was am wahrscheinlichsten durch die im Vergleich zur Häufigkeit von Mutationen in diesem Gen zu kleine Kohortengröße bedingt sein könnte.

Mutations in genes encoding sarcomeric proteins have been reported to cause dilated cardiomyopathy (DCM). Some study groups suggest that up to 10 % of cases of familial dilated cardiomyopathy are caused by mutations in sarcomeric proteins. In order to detect novel mutations we screened the genes of the sarcomeric proteins myosin-binding protein C (MYBPC3), and α-tropomyosin (TPM1) in 46 young patients with DCM. Mutation screening was done using single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis and DNA sequencing. We identified a total of four heterozygous mutations (A774T, D880E, N948T und A536A) in MYBPC3 in patients with idiopathic DCM. Three of them are amino acid substitutions (missense mutations) and one is a silent mutation. Two of the three amino acid substitutions (D880E, and N948T) are highly conserved across many species. All three amino acid substitutions are in the same domain of the MYBPC3. This region is at the c-terminal end of the protein and is essential for the interaction with the a-band of the sarcomere. This interaction is thought to have an important role in the regulation of contraction, and the transmission of force to the cytoskeleton. None of the mutations were found in 100 healthy controls or in 136 patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM). Thus mutations in MYBPC3, which is known to cause HCM, are not rare in DCM and may potentially be functionally relevant. The mutation N948T was described by Daehmlow, S. et. al. in 2002, but the remaining have been unknown to date. Furthermore we could identify and analyse eight known polymorphism in MYBPC3. There was no difference of the genotype between patients and controls. A disease causing role is therefore unlikely. No mutation was found in TPM1, which is probably due to the small cohort compared to the mutation rate which can be expected in this gene.