Genetische Analyse des M-Banden-Proteins Myomesin 2 bei Patienten mit linksventrikulärer Non-Compaction-Kardiomyopathie

Abstract

Die linksventrikuläre Non-Compaction-Kardiomyopathie (LVNC) ist eine im Vergleich zu hypertrophen (HCM) und dilatativen (DCM) Kardiomyopathien bisher nur wenig untersuchte Herzmuskelerkrankung. Sie gewinnt jedoch als primäre genetische Erkrankung stetig an Bedeutung hinzu. LVNC ist auf eine Arretierung des Verdichtungsprozesses des Myokards während der myokardialen Morphogenese zurückzuführen. Bisher konnte gezeigt werden, dass bei einer LVNC Sarkomer- Proteine häufig von Mutationen betroffen sind. Myomesin 2 ist verantwortlich für die korrekte Quervernetzung zwischen Titin und Myosin und somit unverzichtbar für Funktionen des Sarkomers. Für Myomesin 1 wurde bereits ein direkter Zusammenhang zwischen definierten Mutationen und Kardiomyopathien nachgewiesen. Angesichts der strukturellen und funktionellen Homologie zwischen den Proteinen der Myomesin-Genfamilie liegt es nahe, deren anderen Vertreter, Myomesin 2 bzw. Myomesin 3, auf pathologisch relevante Mutationen hin zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde MYOM-2 als ein interessantes Kandidatengen für LVNC analysiert. Zu diesem Zweck wurde die genomische DNA von 52 LVNC Patienten molekulargenetisch untersucht. Dabei wurde jedes der 37 Exons des MYOM-2-Gens per PCR und anschließender Sequenzierung auf Variationen überprüft. Als Ergebnis der Exon-Sequenzierungen des MYOM-2-Gens wurden sechs unbekannte nicht-synonyme Variationen in den Exons 14, 20, 25 und 26 gefunden, sowie zwei unbekannte synonyme Variationen in den Exons 2 und 19. Die unbekannten nicht-synonymen Variationen befinden sich in den funktionell wichtigen Immunoglobulin-ähnlichen- und Fibronektin-Typ-III-Domänen. Diese Domänen sind wichtig für Protein-Protein-Interaktionen zwischen Myomesin 2 und weiteren M-Banden-Proteinen. Die gewonnenen Daten wurden mit einem aus 400 Kontrollen bestehenden Kollektiv verglichen; keine der sechs Variationen wurde hierbei gefunden. Darüber hinaus wurden zahlreiche bekannte synonyme und nicht-synonyme SNPs bestätigt. Um zu klären, ob die gefundenen Variationen wirklich krankheitsrelevant sind, könnten sowohl weitere familiäre LVNC- Patienten analysiert werden als auch Analysen der biophysikalischen und biochemischen Eigenschaften der hier beschriebenen veränderten Domänen durchgeführt werden.

Left ventricular Non-Compaction-Cardiomyopathy (LVNC) is a so far underinvestigated myocardial disease, compared to hypertrophic or dilatative cardiomyopathies. Nevertheless, LVNC as primary genetic disorder recently started gaining in importance. It is attributed to an arrest of the myocardial compaction process during morphogenesis of the myocardium. To date, it has been shown that LVNC is connected with sarcomeric proteins often carrying mutations. Myomesin 2 is responsible for the proper crosslink between titin and myosin and therefore indispensable for accurate sarcomer function. There is already evidence between defined mutations and cardiomyopathy in the context of myomesin 1. Therefore and given the structural and functional homology within the member-proteins of the myomesin gene-family it stands to reason to also analyze other family representatives, (e.g. myomesin 2 or 3) in regard to pathologically relevant mutations. MYOM-2, as an interesting candidate gene for LVNC, was analyzed in the scope of this study. For this purpose genomic DNA of 52 LVNC patients was assessed using molecular-genetic methods. Each of the 37 exons of MYOM-2 were amplified by PCR and subsequently sequenced for variations. This procedure resulted in identifying six unknown non-synonymous variations within exons 14, 20, 25 and 26, as well as two unknown synonymous variations within exons 2 and 19. The unknown non- synonymous variations are located in immunglobulin-like and fibronectin-type- III-like domains. These domains are vital for protein-protein-interactions between myomesin 2 and other M-band-components. The collected data were compared with a set of genomic DNA from 400 healthy individuals, in which none of the six variations was found. Beyond that, numerous known synonymous and non-synonymous SNPs were confirmed. In order to clarify the relevance of the found variations future studies could focus on further LVNC patients with hereditary dispositions as well as analyze the biophysical and biochemical characteristics of the altered domains described in this study.