NGS als Methode zur Identifizierung neuer Gene in HSP Erkrankungen und deren funktionelle Validierung

Dr. Hamid AZZEDINE 

Institut für Neuropathologie 

Uniklinik-RWTH Aachen 

Germany 

 

 

Die hereditären spastischen Paraplegien (HSPs) bilden eine seltene, noch nicht heilbare klinisch und genetisch heterogene Gruppe von Erkrankungen der oberen Motorneurone. Diese werden durch eine progrediente Spastik und der Schwäche der unteren Extremitäten, aufgrund corticospinaler Degeneration, charakterisiert. Der Zeitpunkt des Ausbruchs kann sehr stark variieren und umfasst alle Altersstufen. Klinisch unterscheidet man zwei Formen der HSP, die reine und die komplexe Form. Alle Vererbungsmodi konnten bisher beschrieben werden. Eine Vielzahl von Genen wurde bereits lokalisiert oder identifiziert. Weltweit gibt es jedoch mehrere Patienten, die von der molekulare Diagnostik noch nicht profitieren können, da sie für alle bekannten Gene negativ sind.

Es wurden 15 blutsverwandte Großfamilien zusammen gesucht, die an einer Erkrankung der Motorneurone leiden. Diese Familien wurden klinisch und para-klinisch gut charakterisiert. Es wurde eine schriftliche Einverständniserklärung von allen Patienten und deren Angehörigen eingeholt. Bei fünf der Familien wurde WES (whole exome sequencing) durchgeführt wobei keiner von ihnen positiv für eins der bekannten Gene war. Für die restlichen 10 Familien, werden wir hochparallele Technologien bestehend aus genome linkage und homozygosity mapping und parallel dazu NGS (next generation sequencing) kombinieren; gefolgt von einer Validierung via bioinformatics pipeline tools. Die Daten von vorherigen Familien und die neu generierten Daten sollen verglichen werden, um gemeinsame Regionen und Variationen extrahieren zu können. Die genetische Validierung besteht zunächst aus der Bestätigung der Segregation der Mutation bei den dazugehörigen Familienmitgliedern. Die biologische Validierung der Variationen wird anhand von Basismodellen vorgenommen und somit können zelluläre Wege identifiziert werden.

Der erste Schritt ist es, durch diese Studie neue Gene zu identifizieren, die Krankheiten verursachen und somit die Möglichkeit zu haben, einen Einblick in die genetische Basis der Erkrankung zu erlangen. Weiterhin möchten wir anhand der Identifizierung oder Aufklärung der kritischen Wege zum besseren Verständnis der Pathophysiologie beitragen. Das Hauptziel der Studie ist es, die therapeutischen Targets zu identifizieren.

Wir haben Zugang zu vielen verschiedenen Einrichtungen und arbeiten mit mehreren Instituten zusammen. Die Personen, die in dieses Projekt involviert sind sehr komplementär, was die Realisierbarkeit dieses Projektes sicherstellt.

Die Arbeitsgruppe