Μοριακή γενετική χαρτογράφηση των γονιδίων που προκαλούν τις αξονοπάθειες Charcot-Marie-Tooth στον άνθρωπο

Abstract

Charcot- Marie- Tooth (CMT) disease is the most common form of inherited motor and sensory neuropathies. It is characterized by progressive muscular atrophy and sensory loss in the distal limbs. On the basis of clinical electrophysiological and histopathological criteria, CMT has been classified into two major types: the demyelinating or CMT1 type which is characterized by slow nerve conduction velocities (NCV) and the axonal or CMT2 type which is characterized by normal or slightly reduced NCVs. The demyelinating form includes three major types: CMT1 (CMT1A, CMT1B, CMTC), CMTX (CMTX1, CMTX2, CMTX3), CMT4 (CMT4A, CMT4B, CMT4C, CMT4D, CMT4E, CMT4E, CMT4F). Four genes (GDAP1, MTMR2, NDRG1 and PRX) have been identified for the autosomal recessive CMT (CMT4) and 5 genes (PMP22, P0, EGR2, NFL-L, KIFIBβ) for the autosomal dominant CMT (CMT1, CMT2) . For the axonal forms at least seven different types with autosomal recessive modes of inheritance have been identified: CMT2A, CMT2B, CMT2C, CMT2D, CMT2E, HMNSP, ARCMT2A, ARCMT2B and CMT2F. In CMT2 patients mutations in CX32, P0, NFL-L, KIF1Bβ genes have been identified. In order to investigate their possible linkage at the currently known loci we performed linkage and haplotype analyses of 13 axonal autosomal recessive CMT families (281, 283, 224, 225, 228, 5606, 5607, 5608, 5616, 5626, 5627, 5628 and 5632) and 4 axonal autosomal dominant CMT (CMT2) families (209, 233, 279 and 234) at the axonal and demyelinating autosomal recessive and dominant CMT disease loci: CMT4A1, CMT4A2, CMT4B1, CMT4B2, CMT4C1, CMT4C2, CMT4D, CMT4E, CMT4F, CMT2A, CMT2B, CMT2D, CMT2E, HMNSP and ARCMT2B (after we excluded these families for linkage PMP22, P0 and EGR2 genes. Patients of family the 5619 were sequenced for the CX32. Five of the axonal ARCMT families (281, 5608, 5627, 5628, 5632) were excluded for linkage to the candidate loci that were studied, thus indicating further genetic heterogeneity for ARCMT. Family 224 shows equally convincing evidence for linkage to both CMT4B2 and ARCMT2A loci. Family 225 linked to locus CMT4D, Fam#283 linked to locus CMT4D, Fam#5626 linked to locus CMT4B1, Fam#5616 linked to locus CMT4A1. Family 5606 shows equally convincing evidence for linkage to both the CMT4A2, CMT4C2 and CMT1B loci. Two of the axonal autosomal dominant families (209, 233) linked to locus CMT2E. We identified a novel NFL-L missense mutation (C64T) that causes the disease in Fam#233. Family 279 was excluded for linkage to all the candidate loci, thus indicating further genetic heterogeneity for CMT2. Family 234 was also excluded for linkage to all the candidate CMT2 loci but after screening this family to the whole human genome it showed evidence for linkage to a new axonal autosomal dominant locus (CMT2G) on chromosome 9q34.

Η νόσος Charcot- Marie- Tooth ή Περονιαία Μυϊκή Ατροφία αποτελεί μια γενετικά και ιστοπαθολογικά ετερογενή ομάδα πολυνευροπαθειών του περιφερικού νευρικού συστήματος με συχνότητα 1/2500 άτομα. Χαρακτηρίζεται κλινικά από αδυναμία και ατροφία των περιφερικών τμημάτων των άκρων, κυρίως των κάτω άκρων, διαταραγμένη αισθητικότητα και παρακλινικά από μεγάλη επιβράδυνση των κινητικών και αισθητικών ταχυτήτων αγωγής στα περιφερικά νεύρα. Με βάση κλινικά ηλεκτροφυσιολογικά και ιστοπαθολογικά κριτίρια η CMT ταξινομείται σε δύο κύριες ομάδες: τον απομυελινωτικό τύπο της CMT (CMT1) και τον αξονικό τύπο (CMT2). Ο CMT1 τύπος χαρακτηρίζεται από ελάττωση των ταχυτήτων αγωγής νεύρου, ενώ ο CMT2 τύπος χαρακτηρίζεται από κανονικές ή ελαφρώς μειωμένες κινητικές ταχύτητες αγωγής νεύρου. Ο απομυελινωτικός τύπος συμπεριλαμβάνει 3 ομάδες: 1. Υπερέχων αυτοσωματικός τύπος, CMT1 (CMT1A, CMT1B, CMT1C,CMT1D), 2. Συνδεδεμένος στο χρωμόσωμα Χ CMT τύπος, CMTX (CMTX1, CMTX2, CMTX3), 3. Υποτελής αυτοσωματικός τύπος, CMT4 (CMT4A, CMT4B, CMT4C, CMT4D, CMT4E, HMSNP, CMT4F). Ο αξονικός τύπος συμπεριλαμβάνει δύο τύπους: 1. Υπερέχων αυτοσωματικός CMT2 τύπος (CMT2A, CMT2B, CMT2D, CMT2E, CMT2F and HMNSP), 2. Υποτελής αυτοσωματικός CMT2 τύπος (CMT4C1 ή ARCMT2A, ARCMT2B). Για τους υποτελείς και υπερέχοντες αυτοσωματικούς τύπους της CMT έχουν αναγνωριστεί μέχρι σήμερα 10 υπεύθυνα γονίδια, μεταλλάξεις των οποίων προκαλούν την ασθένεια. Κατά τη διάρκεια της διατριβής αυτής ερευνήθηκαν σε μοριακό γενετικό επίπεδο 18 οικογένειες. Δεκατρείς από αυτές είναι αξονοπαθείς οικογένειες με CMT4 που χαρακτηρίζεται από υποτελή αυτοσωματικό τρόπο κληρονόμησης (281, 283, 224, 225, 228, 5606, 5607, 5608, 5616, 5626, 5627, 5628 και 5632). Τέσσερις οικογένειες είναι αξονοπαθείς με CMT2 που χαρακτηρίζεται από υπερέχων αυτοσωματικό τρόπο κληρονόμησης (209, 233, 234, 279). Μία οικογένεια (5619) με CMTX που χαρακτηρίζεται από φυλοσύνδετο στο χρωμόσωμα Χ τρόπο κληρονόμησης. Αρχικά αποκλείστηκε η γενετική σύνδεση των αξονοπαθών οικογενειών με τους γενετικούς τόπους των γονιδίων PMP22, P0 και EGR2. Ασθενείς από την οικογένεια 5619 αναλύθηκαν στο γονίδιο κοννεξίνης 32 (CX32) προς αναγνώριση μεταλλάξεων. Όλες οι οικογένειες αναλύθηκαν με ανάλυση γενετικής σύνδεσης και ανάλυση απλοτύπων σε όλους τους γενετικούς τόπους που σχετίζονται σύμφωνα με την διεθνή βιβλιογραφία με την ασθένεια. Οι οικογένειες με CMT4 αναλύθηκαν στους γενετικούς τόπους: CMT4A1, CMT4A2, CMT4B1, CMT4B2, CMT4C1- ARCMT2A, CMT4D, CMT4E, CMT4F. Οι οικογένειες με CMT2 αναλύθηκαν στους γενετικούς τόπους: CMT2A, CMT2B, CMT2D, CMT2E, CMT2F και HMSNP. Για πέντε από τις αξονοπαθείς οικογένειες τύπου CMT4 (281, 5608, 5627, 5628, 5632) με υποτελή αυτοσωματικό τρόπο κληρονόμησης τα υπεύθυνα γονίδια δεν εντοπίστηκαν στους μέχρι τώρα γνωστούς γενετικούς τόπους που συνδέονται με τον υποτελή αυτοσωματικό τύπο της CMT. Αυτό δηλώνει πως υπάρχει ακόμα μεγαλύτερη γενετική ετερογένεια για την AR-CMT. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης γενετικής σύνδεσης και την ανάλυση απλοτύπων για την οικογένεια 224 φαίνεται να υπάρχουν υποψήφια υπεύθυνα γονίδια σε 4 γενετικούς τόπους (CMT4B2, ARCMT2A, EGR2, CMTIB). Στις οικογένειες 5607 και 5616 τα υπεύθυνα γονίδια συνδέθηκαν γενετικά στον γενετικό τόπο του τύπου CMT4A1. Οι οικογένειες 283 και 5626 κατατάχθηκαν γενετικά στους τύπους CMT4D και CMT4B1 αντίστοιχα. Στην οικογένεια 5606 το υπεύθυνο γονίδιο συνδέθηκε γενετικά σε 3 γενετικούς τόπους (CMT4A2, ARCMT2A, CMT1B). Δύο από τις αξονοπαθείς οικογένειες με CMT2 που χαρακτηρίζονται από αυτοσωματικό τρόπο κληρονόμησης (209, 233, 234, 279) κατατάχθηκαν γενετικά στον τύπο CMT2Ε. Σε ασθενή από την οικογένεια 233 αναγνωρίστηκε μια σημειακή μετάλλαξη C64T στο γονίδιο NFL-L. Η οικογένεια 279 δεν κατατάχθηκε γενετικά σε κανένα από τους ήδη γνωστούς CMT2 τύπους. Αυτό δηλώνει πως υπάρχει ακόμα μεγαλύτερη γενετική ετερογένεια για την CMT2. Η οικογένεια 234 αποκλείστηκε γενετικά από όλους τους ήδη γνωστούς CMT2 τόπους, αλλά μετά από έλεγχο της σε όλο το ανθρώπινο γονιδίωμα το υπεύθυνο γονίδιο για την οικογένεια αυτή συνδέθηκε γενετικά στο χρωμόσωμα 9q34. Πρόκειται για ένα νέο τύπο της CMT2 που πιθανότατα να ονομαστεί CMT2G. Σίγουρα ο επόμενος μας στόχος για την οικογένεια αυτή είναι η αναγνώριση του υπεύθυνου γονιδίου, μεταλλάξεις του οποίου προκαλούν την εμφάνιση του τύπου αυτού.