Verstehen von variabel protease-sensitiver Prionopathie
Ein tiefer Einblick in VPSPr, eine seltene Prionerkrankung mit einzigartigen Herausforderungen.
Yuan Lian, Keisi Kotobelli, Stacey Hall, Michael E Talkowski, Anne O’Donnell-Luria, Sonia M Vallabh, Brian S Appleby, Eric Vallabh Minikel
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Inhaltsverzeichnis
- Was ist variabel protease-sensitive Prionopathie (VPSPr)?
- Die Herausforderung von Übertragung und Diagnose
- Sporadische und genetische Prionerkrankungen
- Die Suche nach genetischen Ursachen
- Familiengeschichte und mögliche Erklärungen
- Die Studie und ihre Ergebnisse
- Die Rolle von PRNP M129V
- Einschränkungen der Studie
- Fazit
- Zukünftige Richtungen
- Originalquelle
- Referenz Links
Prionerkrankungen sind selten, aber ernsthafte neurodegenerative Störungen, die das Gehirn und das Nervensystem betreffen. Sie werden durch abnormale Proteine, die als Prionen bekannt sind, verursacht. Anders als bei anderen Krankheiten kommen Prionerkrankungen nicht von Bakterien oder Viren; sie entstehen durch eine fehlgefaltete Version eines normalen Proteins im Gehirn. Diese Krankheiten können zu schweren Hirnschäden führen und sind oft tödlich.
Eine der bekanntesten Prionerkrankungen ist die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK). Innerhalb dieser Gruppe von Prionerkrankungen gibt es eine spezielle Art, die als variabel protease-sensitive Prionopathie (VPSPr) bekannt ist. Dieser Subtyp ist einzigartig und hat eigene Merkmale, die ihn von anderen Prionerkrankungen abheben.
Was ist variabel protease-sensitive Prionopathie (VPSPr)?
VPSPr ist eine Art von Prionerkrankung, die bei Menschen auftritt. Sie ist nach der Art und Weise benannt, wie sie während Tests mit bestimmten Proteinen umgeht. Im Gegensatz zu anderen Prionerkrankungen zeigt VPSPr einen Mangel an einer bestimmten Art von Prionprotein im Gehirn, was es besonders macht. Diese Abwesenheit kann bei der Diagnose der Krankheit zu Schwierigkeiten führen, und sie wird oft fälschlicherweise als andere Formen von Demenz diagnostiziert.
Eines der Hauptmerkmale von VPSPr ist das Vorhandensein grosser schwammiger Bereiche im Gehirn. Diese spongiformen Vakuolen (denk daran wie blubbernde Stellen) sind auffälliger als bei einer anderen Art von Prionerkrankung, die als sporadische CJK bekannt ist. Wenn du also jemals jemanden über "blubbernde Gehirne" reden hörst, könnte es sein, dass sie gerade die Anzeichen von VPSPr besprechen!
Die Herausforderung von Übertragung und Diagnose
Wissenschaftler hatten es schwer, VPSPr zu studieren, weil es nicht immer einfach auf Testsubjekte, wie Mäuse, übertragbar ist. Während andere Prionerkrankungen leicht auf Labortiere übertragen werden können, hat sich VPSPr als etwas zurückhaltend erwiesen. Forscher haben es jedoch erfolgreich auf Bankvollmäuse übertragen, kleine Nagetiere, die damit anscheinend weniger Probleme haben.
Bei der Diagnose von VPSPr kann ein Test namens Real-Time Quaking-Induced Conversion (RT-QuIC) verwendet werden. Dieser Test sucht nach spezifischen Prionproteinen in der Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit (der Flüssigkeit, die unser Gehirn und Rückenmark umgibt). Bei Menschen mit VPSPr ist es jedoch weniger wahrscheinlich, dass der Test ein positives Ergebnis liefert im Vergleich zu anderen Formen der Prionerkrankung. Tatsächlich zeigt er nur in etwa 70% der Fälle positive Ergebnisse.
Menschen mit VPSPr erleben in der Regel einen langsamen Krankheitsverlauf im Vergleich zu denen mit anderen Formen von Prionerkrankungen. Die durchschnittliche Zeit von Beginn der Symptome bis zum Tod des Patienten beträgt etwa 2,5 Jahre. Oft wird es mit Erkrankungen wie Alzheimer oder frontotemporaler Demenz verwechselt, weil die Symptome ähnlich erscheinen können.
Sporadische und genetische Prionerkrankungen
Die meisten Fälle von Prionerkrankungen sind „sporadisch“, was bedeutet, dass sie ohne bekannte Ursache oder familiäre Vorgeschichte auftreten. Etwa 85% der Fälle von Prionerkrankungen fallen in diese Kategorie. Die restlichen Fälle sind genetisch, was bedeutet, dass sie aufgrund von vererbten Veränderungen in bestimmten Genen, insbesondere dem PRNP-Gen, auftreten. Eine sehr kleine Anzahl von Fällen stammt von der Exposition gegenüber infiziertem Material wie kontaminiertem Essen oder medizinischen Verfahren.
Interessanterweise beeinflusst eine häufige genetische Variation namens PRNP M129V das Risiko, diese Krankheiten zu entwickeln. Bei sporadischer CJK wird oft eine spezifische Art von Proteinvariante gesehen. Im Gegensatz dazu haben Menschen mit VPSPr eine höhere Wahrscheinlichkeit, die 129V-Variante zu haben. Diese Unterschiede werfen Fragen darüber auf, was VPSPr tatsächlich verursacht.
Forscher haben bestimmte genetische Probleme bei Menschen mit VPSPr ausgeschlossen. Das bedeutet, dass VPSPr wahrscheinlich eine sporadische Krankheit ist, auch wenn viele Patienten eine familiäre Vorgeschichte von Demenz haben. In einer grösseren Studie berichteten fast die Hälfte der VPSPr-Patienten von einer familiären Vorgeschichte neurologischer Probleme.
Die Suche nach genetischen Ursachen
Bei der Suche nach Antworten wollten Wissenschaftler mögliche genetische Ursachen für VPSPr identifizieren. Dazu schauten sie sich an, wie oft die Krankheit in Familien auftrat und wie wahrscheinlich es war, dass Patienten Verwandte mit ähnlichen Erkrankungen hatten. Sie vermuteten, dass, wenn eine spezifische genetische Variante vorhanden war, sie extrem selten sein könnte, aber das Risiko, VPSPr zu entwickeln, erheblich erhöhen würde.
Um ihre Studie durchzuführen, sammelten Forscher DNA-Proben von 67 Personen mit bestätigtem VPSPr. Sie führten genetische Sequenzierung auf diesen Proben durch und verglichen die Ergebnisse mit Kontrollgruppen. Allerdings wurden keine signifikanten genetischen Varianten gefunden, die VPSPr erklären könnten. Das deutet darauf hin, dass VPSPr sporadisch sein könnte, was bedeutet, dass es zufällig auftritt und nicht durch vererbte Faktoren bedingt ist.
Familiengeschichte und mögliche Erklärungen
Die Beobachtung, dass viele VPSPr-Patienten eine familiäre Vorgeschichte von Demenz haben, bleibt ein gewisses Rätsel. Während es einfach zufällig sein könnte, könnte es auch an Faktoren wie der längeren Dauer der Krankheit oder dem Alter, in dem die Symptome auftreten, liegen. Es ist möglich, dass, wenn Leute das Wort „Demenz“ hören, sie sich an andere Familienmitglieder erinnern, die ähnliche Probleme hatten.
Zum Beispiel, da sich VPSPr wie Alzheimer oder frontotemporale Demenz verhalten kann, könnten medizinische Fachkräfte nach gründlichen Familiengeschichten fragen. Familienmitglieder könnten sich dann an Verwandte erinnern, die diese häufigeren Demenzen hatten, und somit eine Verbindung schaffen, die nicht direkt mit VPSPr verbunden ist.
Die Studie und ihre Ergebnisse
In dem Bestreben, VPSPr zu verstehen, verwendeten Forscher Exom-Sequenzierung, um zu prüfen, ob es genetische Variationen in nicht-PRNP-Genen gab, die die Krankheit erklären könnten. Sie suchten nach Veränderungen im genetischen Code, die zur Entwicklung von VPSPr führen könnten. Trotz ihrer Bemühungen kamen keine signifikanten Ergebnisse aus dieser Analyse hervor.
Sie untersuchten auch mögliche nicht-codierende Variationen rund um das PRNP-Gen. Dieser Teil der Studie war entscheidend, weil er sowohl codierende (die Abschnitte der DNA, die direkt an der Erstellung von Proteinen beteiligt sind) als auch nicht-codierende Regionen berücksichtigte. Sie fanden jedoch keinen klaren Übeltäter, der zur Entwicklung von VPSPr führen könnte.
Die Forscher schlossen nicht aus, dass VPSPr mehrere genetische Ursachen haben könnte, fanden jedoch auch dafür keine überzeugenden Beweise. Sie vermuteten, dass viele unterschiedliche genetische Faktoren eine Rolle bei der Erkrankung spielen könnten, aber dennoch schien es nicht auf eine spezifische Ursache hinzuweisen.
Die Rolle von PRNP M129V
Eine wichtige Erkenntnis aus der Forschung war die Rolle der PRNP M129V-Variante. Sie scheint der Hauptfaktor für das genetische Risiko von VPSPr zu sein. Allerdings war das Odds Ratio (eine Möglichkeit, zu messen, wie sehr ein Risikofaktor die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung beeinflusst) in Verbindung mit dieser Variante nicht hoch genug, um als starker Risikofaktor für eine seltene Krankheit wie Prionerkrankungen zu gelten.
Einfacher ausgedrückt, während die 129V-Variante das Risiko, VPSPr zu entwickeln, erhöht, geschieht dies nicht mit der Art von Stärke, die man erwarten würde, wenn sie der einzige Faktor wäre, der die Krankheit verursacht.
Einschränkungen der Studie
Wie bei jeder wissenschaftlichen Studie gab es Einschränkungen. Die Forscher verwendeten keine ganze Genomsequenzierung, um nach Variationen in nicht-PRNP-Genen zu suchen. Sie erkannten auch, dass verschiedene Klassen von genetischen Veränderungen, wie grössere Umstellungen von DNA, möglicherweise unentdeckt geblieben sein könnten.
Ausserdem konnten sie aufgrund fehlender passender Kontrollproben keine strengen statistischen Tests durchführen, um kleinere, einflussreiche Varianten zu finden. Diese Faktoren könnten bedeuten, dass sie möglicherweise nicht das vollständige Bild gesehen haben, wenn es um die genetischen Grundlagen von VPSPr geht.
Fazit
Zusammenfassend deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass VPSPr tatsächlich sporadisch sein könnte. Es scheint keinen signifikanten genetischen Risikofaktor zu geben, der in Familien verläuft, was bedeutet, dass Verwandte von VPSPr-Patienten wahrscheinlich kein erhöhtes Risiko haben, selbst die Krankheit zu entwickeln. Die Verbindung, die in Familien gesehen wird, könnte also einfach ein Zufall oder auf andere gängige Formen von Demenz zurückzuführen sein.
Während die Forschung zu Prionerkrankungen wie VPSPr schwierig ist und das Verständnis weiterentwickelt wird, liefert diese Studie wertvolle Einblicke, die das Wissen über diese komplexen Störungen vertiefen. Wer hätte gedacht, dass Prionerkrankungen so viel Detektivarbeit erfordern könnten? Aber die Suche geht weiter, während Wissenschaftler versuchen, dieses rätselhafte Bild des menschlichen Gehirns zusammenzufügen.
Zukünftige Richtungen
In Zukunft werden die Forscher wahrscheinlich weiterhin Prionerkrankungen wie VPSPr untersuchen. Durch die Anwendung neuer genetischer Techniken und das Studium weiterer Fälle hoffen sie, mehr Informationen zu entdecken, die potenzielle Ursachen oder Risikofaktoren enthüllen könnten. Sie könnten auch erwägen, weniger konventionelle genetische Varianten zu erforschen, die eine Rolle spielen könnten, selbst wenn sie keine codierenden Bereiche sind.
In der Zwischenzeit werden Prionerkrankungen ein Thema von grossem Interesse bleiben. Je mehr Wissenschaftler über diese Krankheiten herausfinden, desto mehr können sie Patienten und Familien helfen. Während VPSPr also wie eine Herausforderung erscheinen mag, bringt jedes Stück Information uns einen Schritt näher, um diese mysteriösen Bedingungen zu verstehen. Vielleicht knacken wir eines Tages den Fall der ungewöhnlichen Prionen!
Originalquelle
Titel: Search for a genetic cause of variably protease-sensitive prionopathy
Zusammenfassung: Variably protease-sensitive prionopathy (VPSPr) is a rare, atypical subtype of prion disease in which many patients exhibit a family history of dementia. Rare protein-coding variants in PRNP, which are causal for all known forms of genetic prion disease, have been ruled out in all VPSPr cases to date, leading to suspicion that VPSPr could be caused by variants in other genes or by non-coding variation in or near PRNP. We performed exome sequencing and targeted sequencing of PRNP non-coding regions on genomic DNA from autopsy-confirmed VPSPr patients (N=67) in order to search for a possible genetic cause. Our search identified no potentially causal variants for VPSPr. The common polymorphism PRNP M129V was the largest genetic risk factor for VPSPr, with an odds ratio of 7.0. Other variants in and near PRNP exhibited association to VPSPr risk only in proportion to their linkage disequilibrium with M129V, and upstream expression quantitative trait loci showed no evidence of independent association to VPSPr risk. We cannot rule out the possibility of causal variants hiding in regions or classes of genetic variation that our search did not canvas. Nevertheless, our data support the classification of VPSPr as a sporadic prion disease. Author SummaryPrion disease is caused by misfolding of the prion protein (PrP), and can be either sporadic genetic, or acquired. Acquired cases arising from infection through dietary or medical routes are exceedingly rare today (
Autoren: Yuan Lian, Keisi Kotobelli, Stacey Hall, Michael E Talkowski, Anne O’Donnell-Luria, Sonia M Vallabh, Brian S Appleby, Eric Vallabh Minikel
Letzte Aktualisierung: 2024-12-14 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.24318867
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.24318867.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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