Mutationen und Polymorphismen im Beta-MHC- und Troponin T-Gen bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie

Abstract

Die ersten identifizierten Krankheitsgene der dilatativen Kardiomyopathie (DCM) kodierten alle für Proteine des Zytoskeletts. Deshalb wurde DCM als Erkrankung des Zytoskeletts bezeichnet. Bei der hypertrophen Kardiomyopathie (HCM) wurden bisher mehr als 250 Mutationen in neun Sarkomerprotein-Genen beschrieben. Deshalb wurde HCM als Erkrankung des Sarkomers bezeichnet. In den letzten Jahren wurde dieses Konzept durch Entdeckung von Mutationen in Sarkomerprotein-Genen bei DCM jedoch in Frage gestellt. Vor diesem Hintergrund haben wir die Sarkomerprotein-Gene beta-MHC und Troponin T bei 46 nicht verwandten DCM-Patienten untersucht. Das systematische Mutationsscreening wurde mit Hilfe von SSCP-Analyse und DNA-Sequenzierung durchgeführt. Im beta-MHC-Gen konnten wir die zwei Missense-Mutationen Ala223Thr und Ser642Leu bei zwei jungen Patienten identifizieren. Beide Mutationen wurden weder bei 136 HCM-Patienten noch bei 88 Kontrollen gefunden. Mit dem Editor for Structural Alignment of Proteins (STRAP) wurden die Mutationen auf die Proteinstruktur des Myosins projiziert. Hier ist erkennbar, dass Ala223Thr in der oberen 50 kDa Domäne und Ser642Leu in der Aktin-Myosin-Bindungsregion liegt. Der Austausch von Alanin zu Threonin könnte die Raumstruktur des Proteins verändern, Thermostabilität verringern und die Proteinfaltung und somit die Proteinmotilität beeinträchtigen. In der Aktin-Myosin-Bindungsregion liegt neben Ser642Leu die bereits bekannte DCM-assoziierte Mutation Ser532Pro. Durch eine Verminderung der Krafterzeugung könnten die beiden Mutationen zu DCM führen. Ferner wurden die zwei stummen Mutationen IVS11+23A>T und Asp376Asp und sechs Polymorphismen identifiziert. Im Troponin T-Gen wurden keine Mutationen, jedoch sechs Polymorphismen beobachtet. Es ergab sich kein Anhaltspunkt auf eine funktionelle Relevanz der stummen Mutationen oder Polymorphismen. Wir konnten also bestätigen, dass Mutationen in Sarkomerprotein-Genen sowohl zu HCM als auch zu DCM führen können.

All of the initially identified disease-causing genes in dilated cardiomyopathy (DCM) encoded proteins of the cytoskeleton. Therefore DCM has been termed a disease of the cytoskeleton. In hypertrophic cardiomyopathy (HCM) more than 250 mutations in nine sarcomeric protein genes have been identified so far. Therefore HCM has been termed a disease of the sarcomere. However, in the last few years this concept has been queried by findings of mutations in sarcomeric protein genes in DCM. According to this consideration we screened the sarcomeric protein genes beta-MHC and troponin T in 46 patients with DCM. Systematic mutation screening was done using SSCP analysis and DNA sequencing. In the beta-MHC gene we identified the two missense mutations Ala223Thr and Ser642Leu in two young patients. Both mutations were neither found in 136 HCM patients nor in 88 controls. Using the Editor for Structural Alignment of Proteins (STRAP) the mutations were projected onto the protein structure of myosin. Ala223Thr turned out to be localized in the upper 50 kDa domain and Ser642Leu in the actin-myosin-interface region. The exchange from alanine to threonine might alter the spatial structure of the protein, decrease its thermostability and affect the protein folding and thus the protein motility. Closely to Ser642Leu the DCM-associated mutation Ser532Pro is located in the actin-myosin-interface region. By a decrease in force production both mutations might cause DCM. Furthermore we identified the two silent mutations IVS11+23A>T and Asp376Asp and six polymorphisms. In the troponin T gene no mutations but six polymorphisms were detected. No evidence was found for functional relevance of the silent variants or polymorphisms. Thus, we could confirm that mutations in sarcomeric protein genes can lead to both HCM and DCM.