Die Genetik des Rett-Syndroms und Versuche zu einer Molekulartherapie

Am Nachmittag des 23. März 03 war Dr. Laccone vom Institut für Humangenetik
der Universität Göttingen zu Gast beim Tagestreffen der Regionalgruppe NRW in Bochum-Weitmar
und präsentierte aktuelle Forschungsergebnisse. Dafür vielen Dank!

Im Vordergrund seines Vortrags standen zum einen ein neuartiges Diagnoseverfahren
und zum anderen das Forschungsprojekt Molekulartherapie. Die folgenden Ausführungen
sollen eine Zusammenfassung dieses Vortrags geben. Das Thema ist sehr komplex, so
dass sicher nicht alle Punkte in diesem Protokoll wissenschaftlich völlig korrekt
wiedergegeben sind. Es sollte aber möglich sein, hiermit einen groben Überblick
über die laufenden Arbeiten zu bekommen.

Neuartiges Diagnoseverfahren

Herr Dr. Laccone stellte einen von seiner Forschungsgruppe neu entwickelten Diagnose-Test
vor. Bei dem bisherigen, seit 1999 möglichen Gentest zum Nachweis des Rett-Syndroms
wird das MeCP2 Gen auf Mutationen untersucht. Bei Kindern mit einem typischen klinischen
Verlauf ist dieser Test zu 80 % bis 85 % positiv. Bei den verbleibenden 15-20 %
der Mädchen mit klassischen "Rett-Symptomen" wurde bisher keine Mutation im MeCP2-Gen
nachgewiesen. Dr. Laccone stellte jetzt vor, wie ein Vor-Screening-Verfahren funktionieren
kann, das bei positivem Ergebnis dann mittels anderer Untersuchungen weitere Rett-Diagnosen
erhärten kann.

Das MeCP2-Gen ist eine bestimmte Sequenz von Basen einer DNA-Helix, die den Code
für ein spezifisches Protein, das MeCP2-Protein umfasst.

Es gibt drei Möglichkeiten von Mutation, die zum Rett-Syndrom führen können:

• Es können einzelne Buchstaben (Basen) verändert sein, dadurch wird das MeCP2-Eiweiß
  falsch aufgebaut
• Die Veränderung kann zufällig ein vorzeitiges Stop-Gen bilden, das Eiweiß wird
  nicht vollständig aufgebaut
• Teile des Gens fehlen (Deletion), das Eiweiß wird ebenfalls nicht fertig synthetisiert

Der neu entwickelte Test soll nun helfen, bei einem Teil der Mutationen, bei
denen in der Basenfolge kein Fehler erkennbar ist, das Rett-Syndrom nachzuweisen.

Für die Untersuchung ist es notwendig, aus einer kleinen DNA- (Blut-) Probe eine
größere Menge an DNA herzustellen. Die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) ist ein
übliches auch hier eingesetztes Verfahren zur Amplifikation (Vermehrung) von DNA.
Das Verfahren nutzt ein Enzym, das von Natur aus DNA in Organismen vervielfacht,
die Polymerase.

Da nur ein Teil des MeCP2 Gens hinsichtlich des Rett-Syndroms relevante Informationen
trägt, wird für den vorgestellten Test auch nur dieser Teil mittels PCR vervielfältigt.
Eine "gesunde" Referenzprobe der Eltern wird mit der zu untersuchenden Probe verglichen.
Die Erwartung ist, dass ein durch die Mutation unvollständiges Gen "leichter" ist
als ein gesundes vollständiges und dass durch eine Art "Abwiegen" ggf. vorhandene
Differenzen aufgezeigt werden können. Sollte ein solcher Unterschied in einer Probe
festgestellt werden, muss mit Hilfe weiterer aufwendiger Tests (im Original-Blut)
der endgültige Nachweis einer Mutation vorgenommen werden.

Der Test wurde bisher in 140 Fällen angewendet, bei denen der übliche Gentest
trotz klassischer Rettsymptome ein negatives Ergebnis lieferte. Dabei wurden 10
Veränderungen (=7%) gefunden. Eine britische Studie ergab eine Erfolgsquote von
16 %.

Die wissenschaftliche Dokumentation zum Test ist gerade veröffentlicht und wird
nun in der Forschung diskutiert. Erst nach Kommentierung und Bestätigung der Ergebnisse
durch andere Wissenschaftler wird der Test "flächendeckend" angewendet werden können.

Forschungsprojekt Molekulartherapie

Neben dem beschriebenen neuartigen Testverfahren stellte Dr. Laccone auch den
Stand des (z.Z. einmaligen) Forschungsprojektes vor, bei dem mit Hilfe
gentechnischer Verfahren versucht werden soll, ein Konstrukt zu entwickeln, das
zum einen das MeCP2 Protein enthält und zum anderen in der Lage ist, dieses
Protein bis in die Zellkerne zu transportieren.

Das Projekt wurde inzwischen gestartet und ein "sehr engagierter" Mitarbeiter
eingestellt, der die entsprechenden Forschungen durchführt. Es ist gelungen, ein
Fusionsprotein von MeCP2 mit einem Trägerprotein (dem sog. TAT Protein) herzustellen.
In Versuchen mit "Rett-Mäusen" konnte gezeigt werden, dass dieses Protein in der
Lage ist, das Gehirn zu erreichen, wenn es in die Bauchhöhle gespritzt wird. Dort
ist es zwar in der Lage, die Zellwände zu durchdringen, aber nicht die Zellkerne
zu penetrieren, was für eine möglicherweise erfolgsversprechende Therapie notwendig
wäre (das eingesetzte Konstrukt hat eine zu geringe "Transduktionseffizienz"). Der
Grund für dieses Verhalten könnte sein, dass die zur Vermehrung des Proteins eingesetzten
Bakterienkulturen nicht effektiv genug arbeiten und deshalb zu wenig des MeCP2 Proteins
produzieren. Dem Institut wurde inzwischen ein anderes Bakterium zur Verfügung gestellt,
das zumindest in anderen Bereichen gezeigt hat, dass es größere Proteinmengen herstellen
kann. Mit diesen Kulturen werden die Versuche jetzt fortgesetzt.

Sollte ein Fusionsprotein mit einer ausreichenden Transduktionseffizienz gefunden
werden, sollen im weiteren Projektverlauf die biologischen Auswirkungen in Zellkulturen
von Rett-Patientinnen und Kontrollpersonen untersucht sowie Therapieversuchen an
Mausmodellen vorgenommen werden. Ein wichtiger Punkt dabei ist zu untersuchen, welche
Auswirkungen die Verabreichung des MeCP2 Proteins auf gesunde Zellen hat (Anm.:
Aufgrund der zufälligen Aktivierung des väterlichen oder des mütterlichen Chromosoms
ist im Mittel "nur" in jeder zweiten Zelle das mutierte Gen aktiv).

Auf Nachfrage erläuterte Dr. Laccone, dass auch bei einem in allen Phase erfolgreichen
Verlauf des Projekts frühestens in 5-6 Jahren mit ersten Therapiemöglichkeiten für
die Rett-Kinder zu rechnen wäre. Auch darf nicht damit gerechnet werden, dass die
Therapie zu einer vollständigen Heilung führt. Ziel ist es, die Auswirkungen der
Krankheit zu vermindern.

Allgemeine Fragen an Dr. Laccone

• Prognose Entwicklungsverlauf
  
  Es ist schwierig, einer bestimmten Mutation einen bestimmten Entwicklungsverlauf
  zuzuordnen. Dazu müssten die Symptome von Rett-Mädchen im gleichen Alter über einen
  längeren Zeitraum aufgenommen werden. Dies ist bisher nicht geschehen.
  
   
• Wiederholungsrisiko
  
  Es gibt den sehr seltenen Fall, dass die Mutter Trägerin des "Rett-Gens" ist,
  aber durch günstige Auswirkungen nur das "gesunde" X-Chromosom aktiv ist. Dann ist
  es möglich, dass das Rett-Syndrom auch auf Jungen und mehrere Kinder übertragen
  wird. Wird dies jedoch bei der Mutter mittels Gentest ausgeschlossen, ist das Risiko
  einer Wiederholung sehr gering.

Irka Fischer