Mikrozephalie: Genmutation bestimmt Erbkrankheit

erstellt am
29. 10. 14
10.00 MEZ

Grazer ForscherInnen identifizieren neue Krankheitsursache
Graz (meduni) - Die Mikrozephalie ist eine seltene Erkrankung, die durch einen stark verminderten Kopfumfang und dadurch bedingtes geringeres Gehirnvolumen gekennzeichnet ist. Dies führt bei den Betroffenen zu einer Beeinträchtigung in den kognitiven Fähigkeiten. Gemeinsam mit einer internationalen Forschungsgruppe identifizierte Assoz.-Prof. Dr. Christian Windpassinger, Med Uni Graz, eine Genmutation als neue Ursache für eine vererbbare Form der Mikrozephalie.

Primäre Mikrozephalie: Unbekannte Genmutation als Krankheitsursache
Die Inzidenz der Mikrozephalie liegt bei etwa 1,6 auf 1.000 Geburten, wodurch die Erkrankung als selten klassifiziert wird. Die Krankheitsursachen sind vielfältig. "Neben erblichen Formen kann eine Mikrozephalie auch etwa durch eine Rötelinfektion der Mutter während der Schwangerschaft, eine erhöhte pränatale Strahlenbelastung oder auch Alkoholkonsum der Schwangeren verursacht werden", erklärt Assoz.-Prof. Dr. Christian Windpassinger, Institut für Humangenetik der Med Uni Graz.
Primäre Mikrozephalie (MCPH) ist eine autosomal-rezessive Erbkrankheit. Das bedeutet, dass in der Regel nur Familienangehörige betroffen sein können, deren Eltern bereits Anlageträger sind. Gemeinsam mit KollegInnen aus der Schweiz, Pakistan, Kanada und Deutschland erforschten die WissenschafterInnen der Med Uni Graz eine Mutation im HsSAS-6 Gen als bis dato unbekannte Krankheitsursache der vererbbaren Krankheitsform.

Zellteilung: Grundlagenforschung identifiziert Gehirnentwicklung
Den WissenschafterInnen gelang es in einer Studie mittels positioneller Klonierung die genomische Lokalisation des Krankheitsgens auf das Chromosom 1 einzugrenzen. "Das Chromosom 1 ist das größte der 23 menschlichen Chromosomenpaare und enthält etwa 8% der gesamten DNA einer menschlichen Zelle", so Christian Windpassinger. Unter Einsatz modernster DNA-Sequenzierungsmethoden, dem sogenannten Next Generation Sequencing, gelangt es am Institut für Humangenetik der Med Uni Graz, eine von beiden Elternteilen vererbte Mutation, die zu einem Aminosäureaustausch in der hoch konservierten Domäne des HsSAS-6 Proteins führt, als krankheitsverursachende Veränderung zu identifizieren.

Wie die meisten der bisher bekannten Gene, welche im Zusammenhang mit primärer Mikrozephalie beschrieben werden, ist auch HsSAS-6 direkt am Aufbau und an der Funktion der Zentriolen beteiligt. "Zentriolen übernehmen eine zentrale Aufgabe im korrekten Ablauf der Zellteilung", beschreibt Christian Windpassinger. Während der embryonalen Ausbildung von Nervenzellen (Neurogenese) ist vor allem die symmetrische Zellteilung von großer Bedeutung, um einen ausreichend großen Pool an neuronalen Stammzellen zu generieren. Diese Stammzellen entwickeln sich in weiterer Folge zu Neuronen, den Nervenzellen. Es wird vermutet, dass die neuentdeckte Genmutation diesen Vorgang empfindlich stört, indem es zu einer verfrühten Ausdifferenzierung von Neuronen kommt. "Eine verfrühte Entwicklung von Nervenzellen kann im schlimmsten Fall in einem geringen Hirnvolumen bzw. der Mikrozephalie resultieren", klärt Christian Windpassinger auf.

Die Grazer Studie konnte zeigen, dass die neu entdeckte Genmutation negative Auswirkungen auf den gesamten Zellteilungsapparat hat. Die Studienergebnisse konnten bereits im renommierten Journal Human Molecular Genetics veröffentlicht werden. Die Mutation kann nun bei weiteren Angehörigen betroffener Familien durch einen einfachen Gentest nachgewiesen werden. Die Entdeckung von HsSAS-6 als verursachendes Gen für primäre Mikrozephalie bildet zusätzlich einen Ausgangspunkt für Grundlagenforschung, die zur weiteren Aufklärung der Gehirnentwicklung führen wird.

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