Clinical and molecular genetic aspects of hereditary spastic paraplegia

Ph.d.-afhandlingen udgår fra Sektion for Neurogenetik, Institut for Cellulær og Molekylær Medicin, Københavns Universitet, samt fra Hukommelsesklinikken, Neurologisk Klinik, Rigshospitalet. Den er baseret på kliniske og molekylærgenetiske undersøgelser af 104 probander med hereditær spastisk paraparese (HSP).

HSP er en gruppe af sjældne, arvelige, neurodegenerative sygdomme, hvor de dominerende symptomer er langsomt fremadskridende spasticitet og parese i benene. De kliniske manifestationer forekommer alene i den såkaldt rene form, mens de i den komplekse form kan ledsages af andre neurologiske symptomer og fund, såsom mental retardering, ataksi og perifer neuropati. HSP er en både klinisk og genetisk meget heterogen. Arvegangen kan være både autosomal dominant, autosomal recessiv og X-bunden.

Projektets formål var at karakterisere mutationsspektret, beskrive fænotype-genotype-relationer og søge efter nye gener, hvori ændringer kan have betydning for forekomst af HSP.

DNA fra HSP-patienter blev undersøgt for sygdomsfremkaldende mutationer i udvalgte kendte HSP-gener (SPAST, SPG3A, HSPD1 og PLP1 ) ved hjælp af direkte sekventering og multiplex ligation-dependent probe amplification . I de tilfælde hvor en mutation blev identificeret, karakteriseredes familien nærmere klinisk neurologisk og i udvalgte tilfælde paraklinisk. Familier med sygdomsfremkaldende ændringer i PLP1 -genet (en familie), i HSPD1 -genet (en familie), i SPG3A -genet (tre familier) og i SPAST -genet (16 familier) blev på denne måde identificeret og karakteriseret. Seks af de sygdomsfremkaldende mutationer var ikke tidligere rapporteret, og disse var genstand for yderligere molekylær-genetisk undersøgelse med henblik på vurdering af en potentielt sygdomsfremkaldende effekt.

Desuden blev et udvalg af kandidatgener for HSP screenet. I VPS4B -genet fandt vi en missense -ændring hos en HSP-patient fra en familie med autosomal dominant arvegang, og ændringen segregerede med et heterogent neurodegenerativt symptombillede i familien. Den blev desuden fundet i et af 1.320 kontrolkromosomer. VPS4B blev ved kloning indsat i et plasmid i fusion med et reportergen. Ændringen blev introduceret i genet ved mutagenese og udtrykt i cellekultur. Ændringen bevirkede en ændret lokalisation af VPS4B-proteinet i cellen, hvilket indikerer, at den kan have betydning for proteinets funktion.

Studiet bidrager med beskrivelse af en udvidet fænotype-genotype-relation for flere specifikke ændringer i kendte HSP-gener og bidrager yderligere til bedre forståelse af den molekylære baggrund for HSP samt bedre kendskab til kliniske og parakliniske konsekvenser af specifikke ændringer. Hermed muliggøres en mere nuanceret tilgang i fremtiden til diagnostik og genetisk rådgivning af HSP-patienter.