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Die Ausprägungen der Glykogenose, einer Erbkrankheit, von der einer von 20.000 Neugeborenen betroffen ist, reicht von einem recht milden bis tödlichen Verlauf. Ursache für diese Krankheit sind bestimmte Genmutationen. Dr. Barbara Burwinkel (RUB) ist es nun erstmals gelungen, diese Defekte genau zu bestimmen.
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Bochum, 26.10.1999
Nr. 250
Genetische Ursachen frühzeitig erkennen
RUB-Medizinerin erforscht Ursachen der Leberglykogenose
Vierfach preisgekrönte Dissertation summa cum laude
Die Ausprägungen der Glykogenose, einer Erbkrankheit, von der einer von 20.000 Neugeborenen betroffen ist, reicht von einem recht milden bis tödlichen Verlauf. Ursache für diese Krankheit sind bestimmte Genmutationen. Dr. Barbara Burwinkel ist es nun erstmals gelungen, diese Defekte genau zu bestimmen. Für ihre Dissertation "Molekulargenetische Charakterisierung der genotypischen und phänotypischen Heterogenität von Leberglykogenosen durch Defekte im Phosphorylase-System" (Medizinische Fakultät der RUB) ist sie mit dem Promotionspreis der Deutschen Gesellschaft für Genetik (GfG), mit dem Knoll-Promotionspreis der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie (GBM), mit dem Ismar-Boas-Preis der Deutschen Gesellschaft für Stoffwechsel- und Verdauungserkrankungen (DGVS) und mit dem Novartis-Preis für medizinische Grundlagenforschung ausgezeichnet worden.
Bild-Dateien
Zwei Bild-Dateien sind zu dieser Presseinformation können auf dieser Seite herunter geladen werden ; eins zeigt ein Kind, das an Glykogenose erkrankt ist, das andere ist ein Foto der Bochumer Wissenschaftlerin.
Wie der Energiespeicher des Körpers gesteuert wird
Glykogen ist bei Tieren und Menschen die wichtigste Speicherform der Glukose und als solche in allen Körperzellen nachweisbar. Die Hauptmasse davon befindet sich in der Leber und der Muskulatur. In der Leber dient es der Aufrechterhaltung des konstanten Blutzuckerspiegels: Nach den Mahlzeiten wird Glukose aus dem Blutstrom aufgenommen (gesteuert durch das Hormon Insulin) und als Glykogen in den Leberzellen gespeichert. Zwischen den Mahlzeiten wird dieses Glykogen abgebaut und dem Blutstrom wieder zugeführt, der Speicher also geleert bis zur nächsten Mahlzeit. Die in den Muskeln im Glykogen gespeicherte Energie wird bei der Muskelkontraktion verbraucht. Um den Speicherinhalt nutzbar zu machen braucht der Körper einen Biokatalysator: das Enzym Glykogen-Phosphorylase. Es baut Glykogen zu Glukose-1-Phosphat ab. Die Arbeit dieses Enzyms wird u. a. gesteuert durch die Phosphorylase-Kinase (PhK), welche hormonelle und sogenannte neurale Signale übermittelt. Wenn dieses Steuersystem nicht funktioniert, kommt es zu Glykogenspeichererkrankungen, sogenannten Glykogenosen. Von dieser Krankheit können verschiedene Gewebe, z. B. die Leber, das Herz oder Muskeln, unabhängig voneinander betroffen sein, da die PhK sehr kompliziert aufgebaut ist und viele unterschiedliche Untereinheiten besitzt, die wiederum alle von unterschiedlichen Genen gelesen werden. Ein Viertel aller Glykogenosen wird durch einen Defekt der PhK verursacht, drei Viertel davon betreffen die Leber.
Symptome für die Erbkrankheit
Der Erbgang der Glykogenose ist entweder x-chromosomal, d. h. es sind Männer betroffen und Frauen sind die Überträger, oder nicht geschlechtsgebunden (auto-so-mal) rezessiv. Die Hauptsymptome sind eine stark vergrößerte Leber, Unterzuckerungen und Wachstumsverzögerung. Falls Leber und Muskeln zugleich betroffen sind, kann es auch zusätzliche Symptome wie Muskelschwund, Muskelschwäche und Muskelkrämpfe geben. Meist mindern sich die Symptome im Laufe des Lebens. Therapiert werden können leichte Verläufe der Krankheit mit Diäten.
Gendefekt bestimmt das Krankheitsbild
Welche Ausprägung die Glykogenose hat, hängt davon ab, welches Gen defekt ist. Den bislang ungeklärten Zusammenhang zwischen Erscheinungsbild der Krankheit (Phänotyp) und genetischer Ursache (Genotyp) hat Barbara Burwinkel nun herausgefunden. Dazu hat sie Lebergewebeproben und Blutproben von Patienten aus aller Welt zusammengetragen. Aus diesen Materialien wurde dann die RNA (Erbinformation) isoliert und in die haltbarere cDNA umgeschrieben, um dann mit Hilfe der Polymerasen Kettenreaktion (PCR) analysiert zu werden. Am Computer entstanden daraus farbige Sequenzelektroferogramme, auf denen sich Mutationen bildlich darstellen und so detektieren lassen.
Mutationen in vier Genen können schuld sein
Dr. Burwinkel konnte zeigen, dass Mutationen in vier verschiedenen Genen einen Defekt des Phosphorylase-Systems der Leber verursachen können: Die x-chromosomalen Leber-Glykogenosen werden durch Mutationen im Gen der a-Leber-Isoform, PHKA2, verursacht. Die autosomal-vererbte kombinierte Leber- und Muskeldefizienz ist bedingt durch eine Mutation der b-Untereinheit PHKB. Betrifft eine autosomal-vererbte Glykogenose ausschließlich die Leber, ist eine Mutation von PHKG2, der g-Leber/Testis Untereinheit schuld. Patienten mit dieser Mutation haben ein höheres Leberzyrrhose-Risiko und bedürfen besonderer diagnostischer und therapeutischer Aufmerksamkeit, müssen z. B. eine strenge Diät einhalten. Mutationen im Gen der Leber-Phosphorylase, PYGL, schließlich verursachen die Glykogenose Typ VI (Morbus Hers), die vom Erscheinungsbild der x-chromosomal-vererbten Glykogenose gleicht.
Besser erkennen - genauer therapieren
Die molekulargenetische Chrakterisierung der Enzymdefekte soll den Ärzten helfen, besser zwischen den einzelnen Unterformen der Krankheit zu unterscheiden und dabei Leber- und Muskelbiopsien (Gewebeuntersuchungen) zu vermeiden. Dadurch dass sie die Krakheit besser erkennen können, können sie auch Therapien gezielter einsetzen.
Weitere Informationen
Dr. Barbara Burwinkel, Institut für Physiologische Chemie der RUB, Universitätsstr. 150, 44801 Bochum, Tel. 0234/32-24942, Fax: 0234/32-14-193, email: Barbara.Burwinkel@ruhr-uni-bochum.de
An Gycogenose erkranktes Kind (Lerner et. al 1982, Am. Journ. of Disorders in Childhood, Bd. 136, 40 ...
None
Dr. Barbara Burwinkel
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Criteria of this press release:
Biology, Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research results
German
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