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Erforschung der HMSN/CMT: Was ist zu erwarten? - DGM

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Erforschung der HMSN/CMT:
Was ist zu erwarten?
Prof. Dr. med. Michael W. Sereda
Arbeitsgruppe „Molekulare und Translationale Neurologie“
Abteilung Neurogenetik
Max-Planck Institut für Experimentelle Medizin
Göttingen
Abteilung Klinische Neurophysiologie
Universitätsmedizin Göttingen (UMG)
Fachtagung HMSN, UKM, 25.08.2012
sereda@em.mpg.de
Verfügbare Tiermodelle für die CMT (2012)
CMT1A
PMP22 duplication
(most common)
CMT1B
MPZ point mutation
(3rd most common)
CMT1D
CMT1E
CMTX
EGR2/KROX-20 point mutation
PMP22 point mutations
Cx32/GJB1 point mutation
(2nd most common)
CMT4B1
MTMR2 point mutation
Pmp22 transgenic rat (CMT rat)
mouse Pmp22 cosmid tg (3 copies)
PMP22 transgenic mouse (C61, het)
human PMP22 YAC tg (4 copies)
PMP22 transgenic mouse (C3)
human PMP22 YAC tg (4 copies)
Mpz hemizygous mouse
Mpz NeoR insertion
Mpz null
Mpz neo insertion
Mpz I106L
Mpz I106L transgene
Mpz S63C
Mpz S63C transgene
Mpz S63del
Mpz S63del transgene
Egr2 null
Egr2 LacZ-Neo ins
Egr2 lo/lo
Egr2 floxed neoR in intron 1
Trembler
spontaneous Pmp22 point mutation (G150D)
Trembler-J
spontaneous Pmp22 point mutation (L16P)
Trembler-Ncnp
spontaneous Pmp22 exon IV deletion
Trembler-m1H
mutagen Pmp22 point mutation (H12R)
Trembler-m2H
mutagen Pmp22 point mutation (Y153X)
Cx32 null
Cx32 exon II NeoR insertion
Cx32 mutant
Cx32 (R142W) transgene
Mtmr2 null
Mtmr2 exon IV floxed/CMV-Cre
Mtmr2 stop E276X
CMT4B2
MTMR13 point mutation
Mtmr13 null
Mtmr13 pGT0Ixf exon trap
CMT4F
PRX point mutation
Prx null
Prx exon 6-7 NeoR insertion
DSS / CHN
PMP22 duplication
Pmp22 transgenic mouse (TgN248)
mouse Pmp22 cosmid tg (16 copies)
PMP22 transgenic mouse (My41)
human PMP22 YAC tg (unknown copy number)
PMP22 transgenic mouse (C22 het)
human PMP22 YAC tg (7-8 copies)
MPZ point mutation
Mpz transgenic (80.2, 80.4)
mouse Mpz tg
PMP22 deletion
Pmp22 hemizygous mouse
Pmp22 exon II replaced by NeoR
HNPP
Fledrich, Stassart, Sereda, BMB, 2012
Charcot-Marie-Tooth Erkrankung (CMT)
Neurogenetikambulanz
• häufigste monogenetische
Erkrankung in der Neurologie
(1:2500, ca. 30.000 Pat. in D)
•  fortschreitende Muskelschwäche
• Beginn in der jungen Adolezenz
•  Nervenleitgeschwindigkeit
verlangsamt
• Demyelinisierung,
Zwiebelschalenformation
• interindividuelle Variabilität
•  “CMT Neuropathy Score”
Neurogenetik Ambulanz:
www.neurologie.uni-goettingen.de/index.php/neurogenetik.html
• Therapie: symptomatisch
Charcot-Marie-Tooth Erkrankung (CMT)
Hereditäre Motorisch Sensorische Neuropathie (HMSN)
CMT1A: > 60% aller CMT Patienten
Pronucleus Injektion zur
Generierung transgener Tiere
CMT1A-duplizierte Region umfasst 1,6 Mbp
FPL11
FPL10
FPL103
FPL18
VAW412
EW401
FPL19
PMP-22
FPL24
FPL14
FPL103
FPL5
FVG11
VAW409
VAW412
EW401
FPL19
PMP-22
FPL24
FPL14
CMT1A-REPEAT
FPL5
FVG11
VAW409
The CMT1A-duplicated region spans 1.5x106 bp
CEN
TEL
100 kb
Chromosome 17
(17p11.2-p12)
(Lupski,
1992)
Maus Pmp22 Gen (Cosmid)
Pmp22-transgene Ratten: ein genetisches Modell der CMT-1A
Stangentest
CMT Ratte
Wildtyp
Wildtyp
PMP22-transgen
Pmp22-transgene Ratten: ein genetisches Modell der CMT-1A
Elektrophysiologie
Histologie
Sereda et al., Neuron, 1996
Überexpression von Pmp22 mRNA
Myelinproteine werden durch Progesteron co-reguliert
Progesteronantagonist
CMT Pathophysiologie
Schwannzellnucleus
PMP22 Gen-Duplikation
PMP22
AXON
PMP22
MYELIN
Erhöhte RNA Transkription
PMP22 Überexpression
KROX 20
Demyelinisierung / SZ Dysfunktion
PROGESTERON
REZEPTOR
ONAPRISTON
Axonaler Verlust
Muskelatrophie / sens. Verlust
Klinik
Meyer zu Hörste et al., JMolNeu 2006
In einer proof of principle Studie an CMT-Ratten
bewirkte die therapeutische Verabreichung von Onapriston...
schlecht
gut
Relative Pmp22 mRNA expression (MW +/- SF)
...eine Reduktion der Pmp22 mRNA Expression
+20% Pmp22 mRNA
(Progesteron)
-15% Pmp22 mRNA
(Onapriston)
Progesteron
(n=16)
Placebo
(n=16)
Onapriston
(n=15)
In einer proof of principle Studie an CMT-Ratten
bewirkte die therapeutische Verabreichung von Onapriston...
... eine Verbesserung des klinischen Phänotyps:
Haltezeit (s) (MW +/- SF)
gut
schlecht
Progesteron
(n=31)
Placebo
(n=35)
Onapriston
(n=18)
In einer proof of principle Studie an CMT-Ratten
bewirkte die therapeutische Verabreichung von Onapriston...
Axonanzahl (MW +/- SF)
gut
...einen
Axonerhalt
von +30%
schlecht
Progesteron
(n=4)
Sereda et al., Nat. Med., 2003
Placebo
(n=6)
Onapriston
(n=5)
Therapeutischer Langzeiteffekt von Progesteronantagonisten
Griffstärke Hinterbeine (g) (MW +/- SF)
Griffstärke-Analyse
PLA
ONA
CMT RATTE
PLA
WT
Alter: 24 Wochen
ONA
CMT RATTE
WT
Alter: 26 Wochen
Hautbiopsien von CMT Ratten zeigen eine ähnliche Pathologie
wie Ischiasnerven
Hypomyelinated axon from skin
(CMT rat)
Meyer zu Hörste et al., Ann Neur, 2007
Pmp22 mRNA Expression in Hautbiopsien als
prognostischer Marker für die Erkrankungsschwere
Meyer zu Hörste et al., Ann Neur, 2007
Erkrankungsmarkervalidierung via
qRTPCR in der Haut von CMT Ratten
Fledrich et al., Brain 2012
Erster Schritt zu CMT1A Patienten:
Validierungsstudie „Molecular Diagnostics“ Göttingen/München
Koordination Klinische Untersuchung LMU München (Rautenstrauss/ Schlotter-­‐Weigel/Walter) Klinische Untersuchung UMG Göttingen (Sereda) Biopsien Biopsien Patientendaten Statistik HaaPACS GmbH Schriesheim (Haag/Koch) Tuuli Schnizer
Manoj Keezhaymannil
Marker-­‐ analyse Molekularbiologie Bioinformatik MPI Göttingen (Fledrich/Wichert/ Rossner) www.neurologie.uni-goettingen.de/index.php/cmt1a-studie.html
www.baur-institut.de/aktuelles/klinische_studien/cmt1a/
Erste Translation zu CMT Patienten: Identifizierung
von prognostischen und diagnostischen Markern
CMT Ratten
CMT1A Patienten
(Hautgewebe im Alter von 9 Wochen)
(n=46 aus München und Göttingen)
AFM Funding 2011-2012:
Pan-Europe Consortium „Validation of Markers in CMT“
Rita Horvath,
Newcastle, UK
Peter De Jonghe,
Antwerp, Belgium
MPI/UMG
Göttingen
Odile Dubourg,
Paris, France
Beate SchlotterWeigel, Munich
Pawel Seemann,
Prague, Czech
Republic
Davide Pareyson,
Milan, Italy
Jose Berciano,
Santander, Spain
Angelo Schenone,
Genua, Italy
Sekundäre klinische Parameter in
der Patientenuntersuchung
M. Mannil
Translationale Neurologie
Abteilung Neurogenetik
Max-Planck Institut für Experimentelle Medizin
Göttingen
•  Seit 2009
•  7 Zentren: Deutschland (Göttingen &
München), Italien, Spanien, Tschechische
Repubik, England, Belgien, Frankreich
•  479 CMT1A Patienten mit genetischem
Nachweis
•  28 CMT1A Patienten wurden nach 3 J.
nachuntersucht
•  www.neurologie.uni-goettingen.de/
cmt1astudie
Einschlusskriterien
•  Einverständnis zur Studienteilnahme
•  Genetischer Nachweis über Typ 1A
•  Klinische Manifestation der CMT1A
Auschlusskriterien
•  Andere neurologische Erkrankungen
•  Alter <18 J. oder > 70 J.
•  Internistische oder psychiatr. Vorerkrankungen
•  Aphasie •  Teilnahme an anderen klinischen Studien • 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Klinische neurologische Untersuchung
Elektrophysiologie
10m Gehtest
Blutentnahme
3mm Hautbiopsie
9-peg-hole Test
Dynamometrie
•  Charcot-Marie-Tooth Neuropathy Score
–  „CMTNS“ (Murphy et al., 2011)
•  Numerischer Score: 0-36 Punkte
•  Wert korreliert mit Erkrankungsschwere
•  Verschlechterung: 0,2 – 0,68 Punkte/ Jahr
Solari et al., 2008
•  Anhand klinischer Parameter übliche Scoring
Systeme (bsp. CMTNS) zu ergänzen
•  Neurologen Untersuchungen an die Hand zu
geben, um die Schwere der Erkrankung besser
einschätzen zu können
•  CMT1A-spezifische Untersuchungen
•  Bessere Objektivierung der klinischen
Veränderungen im Laufe der Zeit, um Erfolge
einer Therapie zu erkennen
CMT NET: das erste Patientenregister für HMSN Patienten
In Deutschland
Ab Ende 2012: www.cmt-net.net
Zusammenfassung
Humangenetik
Tiermodell der CMT1A
Pathomechanismen
Therapeutische Ansätze
Prognostische-/ Diagnostische
Marker
Sereda et al., Neuron 1996
Niemann et al., J. Neurosci, 2000
Sereda et al., Nat. Med. 2003
Meyer zu Hörste et al., Ann. Neurol. 2007
Wessig et al., J. Exp. Neurol. 2008
Brinkmann et al., Neuron, 2008
Meyer zu Hörste et al., NBD, 2011
Gess et al., J Neurosci, 2011
Fledrich et al., Brain, 2012
Fledrich et al., BMB, 2012
Axon-Glia-Interaktion
Experimentelle Therapien
CMT1A Patienten, Register
CMT, Diabetische Neuropathie
Erweiterung auf andere
Neuropathien
Danke!!
Max-Planck-Institut für Experimentelle
Medizin, „Molekulare und Translationale
Neurologie“
Dipl. biol. Robert Fledrich
cand. med. Manoj Keezhaymanmil
cand. med. Elisabeth Futterlieb
Dr. med. Dirk Czesnik
Heidi Granat, M. Sc.
Bernhard Weiss, Arzt
Dipl. biol. Theresa Kungl
cand. med Tobias Nientiedt
stud. biol. Axel Klinik, Ruth Stassart, Ärztin
stud. biol. Kristina Probst, Alina Klett, B.Sc.
(Tuuli Schnizer, Ärztin, Amalia Trousson, PhD; Dr. med.
Gerd Meyer zu Hörste; Dr. med. Thomas Prukop;
Bastian Brinkmann, Arzt; Dirk Epplen, Arzt; Dr. med.
Galin Michailov,)
Prof. Klaus-Armin Nave, PhD
Universitätsmedizin Göttingen, Abt. für
klinische Neurophysiologie
Prof. Dr. med. Walter Paulus
Friedrich Baur Institut/LMU München
Dr. Beate Schlotter-Weigel
Prof. Dr. Maggie Walter
Prof. Dr. Bernd Rautenstrauss
Universität Münster
Prof. Dr. Peter Young
Universität Würzburg
Prof. Dr. Claudia Sommer
Dr. Carsten Schröter (Bad Soden)
Prof. Klaus Ferbert (Kassel)
Rita Horvath (Newcastle, UK
Angelo Schenone (Genua, IT)
Peter de Jonghe (Antwerpen, B)
Jose Berciano (Santande, Sr)
Pavel Seeman (Prag, CZ)
D. Pareyson (Mailand, Italien)
M. Shy (Detroit, USA)
Bayer Schering AG!
BMBF, DFG, AFM, ENMC"
Del Marmol Foundation, "
NIH, von Humbolt Stiftung"
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