Klinische Charakterisierung und Ursachenklärung von seltenen kortikalen Fehlbildungen - Mutationen im CRADD-Gen als Ursache einer neuen rezessiven Form von Lissenzephalie

• Antragstellerin: Professorin Dr. Nataliya Di Donato
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263956286

Kortikale Fehlbildungen (MCD) sind eine der häufigsten Ursachen der geistigen Entwicklungsstörung und Epilepsie. In unserem Anfangsprojekt fokussierten wir uns auf die Aufdeckung neuer Gene für eine klassische Form der neuronalen Migrationsstörung, Lissenzephalie (LIS). Es ist uns gelungen, eine neue autosomal-rezessive LIS Form zu definieren. Diese wird durch eine reduzierte Anzahl von Hirnwindungen mit flachen Sulci, einer wellenförmigen Kontur der Hirnrinde und einer mittleren Verdickung des Kortex (5-7 mm) charakterisiert. Sie unterscheidet sich damit deutlich von der klassischen LIS (Kortexdicke 12-20 mm; normaler Kortex ist 3-4 mm dick). Mittels Exomsequenzierung konnten wir zwei unterschiedliche homozygote Mutationen im CRADD-Gen bei vier Patienten aus zwei nicht verwandten Familien identifizieren. Die einzige bisher bekannte Funktion von RAIDD, dem durch das CRADD-Gen kodierten Protein, ist es, Apoptose durch Rekrutierung von Caspase-2 hervorzurufen. Biallelische Mutationen im CRADD-Gen führen wahrscheinlich zum Funktionsverlust. Die Konsequenzen der verminderten Apoptose für die Hirnentwicklung wurden bisher in Tiermodellen gezeigt, zum Beispiel bei dem Verlust von Caspase-9, welcher zur Makrozephalie führt. Deswegen wollen wir nun zur Aufklärung des Pathomechanismus von CRADD-Mutationen beitragen, die Ursache der neuen rezessiven LIS Form klären und auch neue Erkenntnisse über die Regulation der Apoptose während der Embryonalentwicklung des ZNS gewinnen. Wir haben vor, den CRADD-Funktionsverlust durch einen viralen shRNA-vermittelten knockdown in murinen neuronalen Stammzellen nachzustellen. Durch die Kreuzung einer Sox2Cre transgenen Maus mit einem Cre-Reporter Stamm (Ai14) wird die Darstellung, Selektion und das Zelltracking von Sox2-exprimierenden neuronalen Stammzellen möglich sein. Wir werden sowohl die Apoptoserate als auch die Zellmigration bestimmen, weil das Vorliegen von LIS auf einen zusätzlichen Migrationsdefekt hinweist. Einer unserer Kooperationspartner wird parallel die gleichen Experimente in den Fibroblastenkulturen von Patienten mit CRADD-Mutationen durchführen. Zusätzlich werden wir eine volumetrische MRT-Analyse sowie eine Hirnhistologie von den Cradd-/- Mäusen durchführen. Wir wollen nachweisen, dass die verminderte Apoptose während der menschlichen Embryonalentwicklung einen neuen Krankheitsmechanismus im ZNS darstellt. Der Stipendienort - das Dobyns Lab im Seattle Childrens Research Institute - hat alle notwendigen Ressourcen, um diese funktionellen Experimente innerhalb der beantragten vier Monate durchzuführen. Einige Arbeiten werden unter Supervision von den Kollegen des Nachbarlabors von Prof. Kathleen Millen durchgeführt. Diese Kombination von Ressourcen und wissenschaftlicher Kompetenz ist einmalig.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. William Dobyns