Einzelzellbiologie

Abstrakt

Multifunktionelle Konsequenzen einer einzelnen CFTR-Mutation und die Bedeutung der Mutationsanalyse mittels funktioneller Tests

Ladeveze V, Farhat R, El Seedy A und Kitzis A

Mukoviszidose ist die häufigste seltene Erkrankung in der kaukasischen Bevölkerung. Diese schwere, rezessive Erbkrankheit wird durch Mutationen im Gen des Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) verursacht. Dieses Gen kodiert für ein Protein, das an der apikalen Membran von Epithelzellen exprimiert wird. Mutationen werden basierend auf ihren Auswirkungen und der Schwere des Phänotyps in sechs Klassen eingeteilt. Die F508delmutation ist die häufigste Mutation des CFTR-Gens; sie führt zu einer Fehlfaltung des Proteins und blockiert so dessen Reifung, Membranlokalisierung und letztendlich seine Funktionalität.

Diese Studie kombiniert einen klinischen Ansatz und zelluläre Analysen auf mehreren Ebenen , um die physiopathologischen Folgen der CFTR-Exon-10-Mutation c.1392G>T (p.Lys464Asn) zu ermitteln, die bei einem CF-Patienten mit einer Frame-Shift-Deletion in trans und einer TG(11)T(5) in cis festgestellt wurde. Zunächst wurde das Spleißen durch Minigen-Experimente mit verschiedenen TG(m)T(n)-Allelen und durch mRNA-Extrakte aus Nasenzellen untersucht, um die Folgen von c.1392G>T zu ermitteln. Anschließend wurde die Verarbeitung des p.Lys464Asn-Proteins in Cellulo durch Western-Blot-Analysen ausgewertet.

Die Mutation c.1392G>T beeinflusst das Spleißen von Exon 10, indem sie dessen vollständige Löschung induziert und ein Frameshift-Transkript kodiert. Der Polymorphismus TG (11)T(5) verstärkt die Auswirkungen dieser Mutation auf aberrantes Spleißen, was auf die Bedeutung des komplexen Allels hindeutet. Eine Analyse von mRNA aus mütterlichen Atemwegsepithelzellen bestätigte diese Ergebnisse in Cellulo. Auf Proteinebene zeigte das p.Lys464Asn-Protein keine vollständig glykosylierte Form.

Somit zeigte die c.1392G>T-Mutation allein oder in Verbindung mit dem Poly-T-Trakt offensichtliche Auswirkungen auf das Spleißen und die CFTR-Proteinverarbeitung. Das komplexe Allel c.[T(5); 1392G>T] trägt zum CF- Phänotyp bei , indem es das Spleißen beeinflusst und einen schweren Fehlverarbeitungsdefekt verursacht. Diese Ergebnisse zeigen, dass die klassische Klassifizierung von CFTR-Mutationen nicht ausreicht: In-vivo- und In-Cellulos-Studien eines möglichen komplexen Allels bei einem Patienten sind erforderlich, um eine korrekte Klassifizierung der CFTR-Mutation, eine angemessene medizinische Beratung und angepasste therapeutische Strategien zu gewährleisten.