TTTCA Repeat Expansionen bei Familiärer Myoclonus-Epilepsie im Erwachsenenalter – Entschlüsselung der Dynamik und Pathologie

• Antragstellerin: Professorin Christel Depienne, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455314768

Der Phänotyp der “Familiären Myoclonus-Epilepsie im Erwachsenenalter“ (FAME) ist charakterisiert durch einen kortikalen Tremor bzw. Myoklonien und eine generalisierte Epilepsie. Die Transmission dieser hereditären Erkrankung erfolgt autosomal-dominant. Kürzlich wurden intronische TTTTA/TTTCA Repeat Expansionen in verschiedenen Genen als Ursache identifiziert. Wir haben eine Kohorte aus 13 Europäischen Familien und 15 sporadischen FAME Fällen zusammengetragen. Damit gelang es zwei neue chromosomale Loci auf Chromosom 2 (STARD7) und 5 (MARCH6) zu identifizieren. Ziel dieses Projektes ist es die Mechanismen aufzuklären wie es (1) zu den TTTCA Expansionen kommt und (2) wie die Expansionen zu dieser Erkrankung beitragen.Der genetische Teil des Projektes wird (1) genauer die Struktur und Länge der Expansionen in 50 Individuen von 7 FAME Familien untersuchen, und (2) neue Expansionen in 6 Familien suchen, die nicht zu den bekannten Loci gekoppelt werden konnten. Im dem funktionellen Teil des Projektes sollen adäquate Tier- und zelluläre MARCH6 Modelle entwickelt werden. Es ist vorgesehen IPSC Zellen mit MARCH6 Expansionen in neuronale Zellen zu differenzieren, die die Expansion expremieren. Dies soll durch „in utero electroporation” in Mausgehirnen durchgeführt werden. Wir werden die Dynamik und den Prozess untersuchen, der durch die Expansionen ausgelöst wird und die Rolle von DNA Reparatur Mechanismen analysieren. Um die Auswirkungen der Expansionen auf die Genexpression und die Bildung von RNA-Foci zu klären, werden wir den Einfluss der Expansionen auf das neuronale Transkriptom und das Gehirn untersuchen. Dies erfolgt mit RNA-FISH-Experimenten aus IPSC-abgeleiteten Neuronen und verfügbaren post-mortem Hirngewebe. Da die Expansionen einen geringen GC-Gehalt aufweist, der den DNA-Bruchpunkte beeinflussen kann, werden wir schließlich ihre Auswirkungen auf die Bildung neuer fragiler Stellen untersuchen. Insgesamt soll dieses Projekt neue Einblicke in die komplexen Mechanismen liefern, die FAME verursachen. Es soll zur Entwicklung von Werkzeugen und Methoden führen mit denen Tandem Repeat Expansionen bei anderen Erkrankungen identifiziert und charakterisiert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen