Neue Strategien und Studien zur Therapie des Angelman

Neue Strategien und Studien
zur Therapie des
Angelman-Syndroms
B. Horsthemke, Essen
DNA und Erbinformation
Chromosom
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
Gen
Chromosom
Boten-RNA
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
Gene auf Strang und Gegenstrang
Chromosom
Boten-RNA
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
Boten-RNA
Gene auf Strang und Gegenstrang
Chromosom
Boten-RNA
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
Boten-RNA
Väterliche und mütterliche Genkopien
väterliches Chromosom
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
mütterliches Chromosom
5'- AGTCCGTAAGCTGAACGCTGAGTGCACATGCAGTCATGTGCATGGCTGTACAAAGTCTGCTAGTCAGT – 3'
3'- TCAGGCATTCGACTTGCGACTCACGTGTACGTCAGTACACGTACCGACATGTTTCAGACGATCAGTCA – 5'
Imprinting von UBE3A im Gehirn
IC
väterlich
3'
5'
mütterlich
CH3
3'
5'
UBE3A
5'
3'
SNRPN
UBE3A
5'
3'
IC
Chromosom 15
Genaktivität
SNRPN
Ursache von AS: UBE3A Mutation
IC
X
CH3
SNRPN
Genaktivität
UBE3A
5'
3'
SNRPN
UBE3A
5'
3'
IC
Chromosom 15
3'
5'
väterlich
3'
5'
mütterlich
Ursache von AS: Deletion
IC
3'
5'
väterlich
UBE3A
3'
5'
mütterlich
CH3
5'
3'
SNRPN
UBE3A
5'
3'
IC
Chromosom 15
Genaktivität
SNRPN
SNORDs
Ursache von AS: Uniparentale Disomie
IC
5'
3'
SNRPN
Genaktivität
3'
5'
väterlich
UBE3A
SNRPN
UBE3A
5'
3'
IC
Chromosom 15
3'
5'
väterlich
Ursache von AS: Imprintingfehler
IC
5'
3'
SNRPN
Genaktivität
3'
5'
väterlich
UBE3A
SNRPN
UBE3A
5'
3'
IC
Chromosom 15
3'
5'
mütterlich
Funktion von UBE3A
Eine zweite Mutation verhindert AS
αCAmkII, Calcium/calmodulin-abhämgige Kinase Typ 2
αCAmkIIT305V/T306A kann nicht phosphoryliert werden
+
Wildtyp
Gesund
Ube3A+/-
αCaMKII mutant
Gesund
αCaMKII305/306+/-
AS mutant
AS
Double mutant
Gesund!
Therapie der RETT-Maus
Mecp2-
Mecp2-
Mecp2-
Mecp2
Nach Geburt
angeschaltet
Mecp2+
Rett Syndrom
Milder Verlauf
Therapeutische Strategien bei AS
• Ursächliche Therapie
Aktivierung des väterlichen UBE3A Gens
• Symptomatische Therapie
Therapeutische Strategien bei AS
• Ursächliche Therapie
Aktivierung des väterlichen UBE3A Gens
- Vitamin B (Folsäure)
Genaktivität
SNRPN
UBE3A
IC
Therapeutische Strategien bei AS
väterlich
SNRPN
UBE3A
IC
Folsäure
väterlich
Genaktivität
SNRPN
UBE3A
IC
CH3
Erhöht Methyl-Gehalt der Zelle
väterlich
Folsäure
Therapeutische Strategien bei AS
• Ursächliche Therapie
Aktivierung des väterlichen UBE3A Gens
- Vitamin B (Folsäure)
- Methyliertes DNA-Fragment
Genaktivität
SNRPN
UBE3A
IC
Therapeutische Strategien bei AS
väterlich
väterlich
CH3
SNRPN
UBE3A
IC
Methyliertes DNA-Fragment
Spezifische Methylierung des ICs
SNRPN
Genaktivität
Steenpass & Horsthemke,
Essen (noch keine Daten)
UBE3A
IC
CH3
ATTCGTTGGC
väterlich
Therapeutische Strategien bei AS
• Ursächliche Therapie
Aktivierung des väterlichen UBE3A Gens
- Vitamin B (Folsäure)
- Methyliertes DNA-Fragment
- Topoisomerase-Inhibitor (Topotecan)
Genaktivität
SNRPN
UBE3A
IC
Therapeutische Strategien bei AS
väterlich
SNRPN
UBE3A
IC
Topoisomerase-Inhibitor
väterlich
SNRPN
Genaktivität
Huang et al., 2011
UBE3A
IC
Reduziert SNRPN-Genaktivität
väterlich
Topoisomerase-Inhibitor
Huang et al. Chapel Hill, USA
Topoisomerase-Inhibitor
Topotecan ist ein Chemotherapeutikum gegen Krebs
Nebenwirkungen:
•
•
•
•
•
•
Knochenmarkschädigung (Blutzellmangel)
Leukämien
Leberschädigung
Nierenschädigung
Allergische Reaktion
Haarverlust
UBE3A
IC
Inhibition der SNRPN-Genaktivität
SNRPN
PAT
Genaktivität
UBE3A
IC
• Folsäure
• Methyliertes DNA-Fragment
• Topotecan
SNRPN
PWS???
PAT
Therapeutische Strategien bei AS
• Ursächliche Therapie
Aktivierung des väterlichen UBE3A Gens
• Symptomatische Therapie
Minocyclin
•
Verbessert Bewegungsstörungen und Langzeit-Potenzierung
der synaptischen Übertragung bei der AS-Maus
Minocyclin
•
•
•
Tetracyclin-ähnliches Antibiotikum
passiert Blut/Hirn-Schranke
Nervzellschützend/entzündungshemmend:
- kein Effekt/destruktiv: Amyotrophe Lateralsklerose
- positiver Effekt beschrieben (Einzelfälle, kleine Kohorten)
Multiple Sklerose
Fragiles X-Syndrom
Huntington-Erkrankung
Parkinson-Erkrankung
Schlaganfall
Nebenwirkungen:
- Magen-Darm-Beschwerden
- Allergische Reaktionen
Minocyclin
•
FASTA (Foundation for Angelman Syndrome Therapeutics)
Weeber et al.
•
"Off-label use"
•
Klinische Studie begonnen in Florida
Minocyclin-Studie
Art der Studie:
Design der Studie:
Intervention
Endpunkt (Wirksamkeit)
Einarmig (alle Teilnehmer werden behandelt)
Offen (Arzt und Eltern kennen Medikament)
24 Patienten nehmen 16 Wochen lang Minocyclin
Einschlusskriterien:
AS molekular nachgewiesen
4-12 Jahre
Mädchen und Jungen
Ausschlusskriterien:
Medizinische Gründe (Unverträglichkeiten etc.)
Untersuchungen:
Beginn (Basislinie), 8 Wochen, 16 Wochen
Primäres Messergebnis: Veränderungen gegenüber der Basislinie
in den "Bayley Scales of Infant Development"
Allgemeiner Entwicklungstest (kognitive und motorische Skala)
Sekundäre Ergebnisse: EEG und drei Verhaltenstests
(Adaptive Verhaltensweisen, Verhaltensprobleme,
aktives und passives Sprachverständnis,
Minocyclin-Studie
Schwaches Studiendesign: wenig Teilnehmer, offen (nicht doppelt blind)
Trotzdem:
Eine Studie besser als keine Studie
Warnung vor individueller Heilbehandlung
•
•
Mögliche Beeinträchtigung der Gesundheit
Nebenwirkungen, eventuell symptomverschlechternd
Einschätzung der Wirkung wird sehr subjektiv sein
Ende