Genomische Ätiologie der primären Muskelerkrankungen.

• Antragsteller: Professor Dr. Sebahattin Cirak
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433156347

In den letzten zehn Jahren haben wir große Fortschritte bei der Identifizierung der genetischen Grundlage neuromuskulärer Störungen durch Whole Exome Sequencing (WES) gemacht. Auf der Grundlage unserer eigenen Daten einer großen Kohorte und von anderer Arbeitsgruppen schätzen wir, dass bei 40% der erblichen neuromuskulären Fälle trotz ausgedehnter genomischer Aufarbeitungen die genetische Ätiologie/Mutation noch nicht aufgeklärt ist. Eine wesentlicher Grund sind die technischen Grenzen der WES: Intronische Mutationen werden nicht erkannt, synonyme (nicht-kodierende) Basenänderungen werden oft ignoriert, können jedoch ESE-Position oder andere Aspekte der mRNA-Prozessierung und -Metabolismus beeinflussen. Und es fallen aufgrund der verwendeten Hybrid-Capture-Technologien etwa 10% der Exone aus. Whole Genome Sequencing (WGS) ist die ultimative Methode für den Mutationsnachweis für Exom-negative Fälle und hat die Fähigkeit, strukturelle Umlagerungen wie Inversionen und andere pathogene Strukturvarianten aufzudecken. Es wird geschätzt, dass 10% (Weischenfeldt et al., 2013) der Mendelschen-Erkrankungen durch CNVs / strukturelle Umlagerungen verursacht werden, einige können in nicht-kodierenden Regionen des Genoms auftreten, und können jedoch immer noch pathogene Konsequenzen verursachen. Wir haben ausführlich genetisch und klinisch untersuchte Kohorte, aus dem eigenen und internationalen Zentren, von über 950 Fällen (DNAs) mit erblichen neuromuskulären Erkrankungen rekrutiert und aktuell 500 Fälle Exom sequenziert. Davon sind aktuell noch 200 Fälle Exome-negativ, also die Exome-Sequenzierung war nicht zielführend. Unser Ziel ist es, 50 Transkriptome aus Muskelbiopsien von Exom-negativen Fällen zu sequenzieren, und diese 50 Fälle sollen auch einer Trio-Gesamtgenom-Sequenzierung unterzogen (150 Genome) werden. Die Mutationsdetektionswahrscheinlichkeit zu erhöhen, streben wir die vollständige Genom-Sequenzierung dieser 200 Fällen an. Die Validierung der pathologischen Auswirkungen intronischer oder struktureller Varianten wird durch den integrativen Ansatz ermöglicht, da wir die RNAseq-Daten (Transcriptomics) aus primär betroffenen Krankheitsgeweben (Muskelbiopsien) und Patientenzelllinien mit den gesamten Genomsequenzierungsdaten zusammen analysieren werden.Diese neun krankheits-assoziierten neuromuskulären Erkrankungsgene und die Mutationen werden als Grundlage für die funktionelle Forschung mittels biochemisch / biophysikalischer rekombinanter mutanter Proteine oder geeigneter In-vitro-Modelle zur Entwicklung chemischer Chaperone dienen und ein tiefgreifendes Verständnis der pathophysiologischen Prozesse vermitteln. Die funktionale Forschung ist bereits im Labor des Antragstellers schon etabliert und durch die DFG gefördert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen