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Wiescher, Christina (2003): Mini-Isoelektrofokussierung von Serum-Transferrin bei Patienten mit CDG-Syndrom: Biochemische Charakterisierung und kinetische Untersuchung der Enzyme Phosphomannomutase und Phosphomannoisomerase. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

In den vergangenen Jahren wurden einige angeborene Stoffwechselerkrankungen entdeckt, deren Ursache in einer defekten Synthese von N-gebundenen Glykoproteinen liegt, so genannte „Congenital Disorders of Glycosylation“ (CDG). Die klassische Galaktosämie und der Fruktosemangel führen auf ähnliche Weise zu sekundären Glykosylierungsstörungen. Um Patienten mit CDG-Syndrom und anderen Stoffwechselerkrankungen auf eine Glykosylierungsstörung hin zu untersuchen, haben wir im ersten Teil der Arbeit eine Methode zur Isoelektrofokussierung von Transferrin entwickelt. Die IEF im Mini-PhastSystem ist hier besonders schnell und zuverlässig. Die charakteristischen Bandenmuster des mit einer verminderten Anzahl an Sialinsäureresten glykosylierten Transferrins liefern erste differentialdiagnostische Erkenntnisse. Zwei unserer Patienten zeigten in der Mini-PhastSystem-IEF ein Muster, wie es normalerweise bei Patienten mit CDG Ia gefunden wird. Entgegen der Erwartung erwiesen sich aber die Enzyme Phosphomannomutase sowie auch die Phosphomannoisomerase als normal hoch im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es sich bei den genannten Patienten um eine Gruppe handelt, die an einer seltenen Form des CDG-Syndroms leidet, „CDG-X“ genannt. Die Patienten zeigen in der Isoelektrofokussierung ein klassisches Bandenmuster, wobei der zugrundeliegende pathophysiologische Defekt im Stoffwechselweg bislang nicht aufgeklärt werden konnte. Neben typischen Mini-IEFT-Mustern von Patienten mit CDG Ia haben wir auch Patienten mit folgender interessanter Befundkonstellation gefunden: Einige Neugeborene mit Epimerase- Mangel zeigten überraschenderweise CDG Banden mit 0-3 SR. Diese Banden korrelierten nicht mit der Höhe der Galaktose-Metaboliten und verschwanden auch nicht nach einer diätetischen Behandlung. Diese Befunde unterscheiden sich von den Befunden der klassischen Galaktosämie, da hier die pathologischen IEFT Muster nach diätetischen Maßnahmen verschwunden sind. Das Screening der Serum IEFT Banden mittels dieser schnellen Mini-IEFT Technik kann als sinnvolle Methode für die Überwachung und Nachbetreuung des Epimerase Mangels verwendet werden. Im zweiten Teil der Arbeit erfolgte die biochemische Charakterisierung der Enzyme Phosphomannomutase und Phosphomannoisomerase in Leukozyten, Fibroblasten und Chorionzotten. Diese beiden Enzyme sind für die häufigsten Formen des CDG-Syndroms, Typ Ia und Ib, verantwortlich, welche bei ca. 80% der gesamten CDG-Patienten vorliegen. Während die Enzymdiagnostik in Fibroblasten und Leukozyten auf einer bereits etablierten Methode beruht und eine zuverlässige und effektive Quelle für die postnatale Diagnostik darstellt, untersuchten wir erstmals Chorionzotten, um zusätzlich die Möglichkeit einer pränatalen Kontrolle beurteilen zu können. Die Km-Werte und andere kinetische Eigenschaften der Enzyme waren in Leukozyten, Fibroblasten und Chorionzotten ähnlich und ermöglichen somit eine gute post- sowie eine pränatale Diagnostik der Enzymdefekte. Zusammenfassend stellt die Mini- IEF von Transferrin eine einfache und schnelle Screeningmethode zum Nachweis von Glykosylierungsstörungen, klassischer Galaktosämie und Epimerase-Mangel dar. Die Enzymmessung der PMM und PMI in Leukozyten und Fibroblasten nach der Geburt kann in der weiterführenden iagnostik durch die pränatale Untersuchung von Chorionzotten sinnvoll ergänzt werden. Die Tatsache, dass wir Patienten mit ausgeprägten Typ I IEFT-Banden bei normalen Enzymwerten gefunden haben, lässt vermuten, dass es CDG-Varianten mit noch stärkeren Glykosylierungsdefekten gibt.