Genetische Mutationen helfen bei der Identifizierung einer neuen Störung der Gehirnentwicklung
Wissenschaftler haben eine neue genetische neurologische Entwicklungskrankheit identifiziert, die beim Menschen Wachstumsverzögerungen, Anfälle und Lernprobleme verursachen kann. Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht eLife.
Die Störung wird durch eine rezessive Mutation im Gen CAMK2A verursacht, das für seine Rolle bei der Regulierung des Lernens und Gedächtnisses bei Tieren bekannt ist. Die Forscher glauben, dass dysfunktionale CAMK2-Gene auch zu anderen neurologischen Störungen wie Epilepsie und Autismus beitragen könnten. Die Ergebnisse könnten potenzielle neue Wege zur Behandlung dieser Erkrankungen eröffnen.
"Eine bedeutende Anzahl von Kindern wird jedes Jahr weltweit mit Wachstumsverzögerungen, neurologischen Defekten und geistigen Behinderungen geboren", sagte der leitende Autor Dr. Bruno Reversade, Forschungsdirektor am Institut für Medizinische Biologie und am Institut für Molekular- und Zellbiologie, A * STAR, Singapur, der die Studie betreute.
„Während für einige Patienten spezifische genetische Mutationen identifiziert wurden, ist die Ursache in vielen Fällen unbekannt. Die Identifizierung neuer Mutationen würde nicht nur unser Verständnis von neurologischen Erkrankungen im Allgemeinen verbessern, sondern auch Ärzten helfen, Kinder mit ähnlichen Symptomen zu diagnostizieren und / oder Gentests für werdende Eltern durchzuführen. “
Die Forschung begann, als die Wissenschaftler auf ein Paar junger Geschwister aufmerksam gemacht wurden, die eine Verzögerung der neurologischen Entwicklung mit häufigen, ungeklärten Anfällen und Krämpfen aufwiesen. Obwohl sich ihr Körper normal entwickelt hatte, hatten sie nicht die Fähigkeit erlangt, zu gehen oder zu sprechen.
"Wir glaubten, dass die Kinder neuartige Mutationen in CAMK2A hatten, und wir wollten sehen, ob dies wahr ist", sagte Reversade.
Ein gesundes, funktionierendes CAMK2A-Protein besteht aus mehreren Untereinheiten. Mithilfe einer genomischen Methode, die als Exomsequenzierung bekannt ist, entdeckten die Forscher einen einzelnen Codierungsfehler, der einen Schlüsselrest im CAMK2A-Gen beeinflusst und dessen korrekte Assemblierung seiner Untereinheiten verhindert.
Als nächstes verlagerten die Wissenschaftler ihre Forschung auf den Spulwurm Caenorhabditis elegansund bemerkte, wie diese spezielle Mutation die Fähigkeit von CAMK2A stört, eine ordnungsgemäße neuronale Kommunikation und eine normale motorische Funktion sicherzustellen. Dies legt nahe, dass diese Mutation tatsächlich die Ursache für die bei den Geschwistern beobachteten neurologischen Entwicklungsstörungen ist.
Laut den Forschern könnte diese neue Störung die erste menschliche Krankheit darstellen, die durch vererbte Mutationen auf beiden Kopien des CAMK2A-Gens verursacht wird. Darüber hinaus identifizierte eine andere kürzlich veröffentlichte Studie Einzelkopiemutationen sowohl an CAMK2A als auch an CAMK2B, die zu geistigen Behinderungen führten, sobald die Mutationen auftraten.
„Wir möchten diejenigen, die auf dem Gebiet der pädiatrischen Genetik tätig sind, wie Kliniker und genetische Berater, auf diese Erkenntnisse aufmerksam machen, da es wahrscheinlich mehr nicht diagnostizierte Kinder mit ähnlichen Symptomen gibt, die Mutationen in ihrem CAMK2A-Gen aufweisen“, erklärt co- Erstautor Dr. Franklin Zhong, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Reversades Labor bei A * STAR.
„Neurowissenschaftler, die daran arbeiten, die Entwicklung des Gehirns, die neuronale Funktion und die Gedächtnisbildung im Kindesalter zu verstehen, müssen diese neue Krankheit ebenfalls berücksichtigen, da CAMK2A mit diesen Prozessen verbunden ist. In Zukunft wäre es interessant zu testen, ob die Wiederherstellung der CAMK2A-Aktivität Patienten mit dieser Erkrankung sowie Patienten mit verwandten neurologischen Störungen therapeutischen Nutzen bringen kann. “
Quelle: eLife
