Häufigkeit der Spinocerebellären Ataxie Typ 11 und Mutationssuche im TTBK2-Gen in einem Kollektiv von Ataxie-Patienten

Abstract

Die Spinocerebelläre Ataxie 11 (SCA11) ist eine seltene neurodegenerative Erkrankung, die autosomal dominant vererbt wird. Punktmutationen bzw. kleine Deletionen im TTBK2-Gen sind ursächlich für die Pathogenese. Das Krankheitsbild ist gekennzeichnet durch eine langsam progressive cerebelläre Ataxie, Sakkaden und Nystagmus sowie in manchen Fällen durch Pyramidenbahnzeichen, Dysarthrie und Schluckbeschwerden (Giunti et al., 2012; Houlden et al., 2008, Last Update 2019).Das TTBK2-Gen codiert für die Tau-Tubulin Kinase 2, die eine Rolle in der Phosphorylierung von Proteinen spielt, eine essentielle Kinase in der Initiation der Ciliogenese ist und in Prozesse cerebellärer Entwicklung und der Zellmigration involviert ist (Bowie et al., 2018). Aktuell sind drei Frameshift-Mutationen des TTBK2-Gens bekannt, die mit SCA11 assoziiert werden. Diese sind in Exon 12 und 13 lokalisiert (c.1329dupA, c.1287_1288delAG, c.1306_1307delGA) und führen zu verkürzten Proteinen mit der Folge eines Funktionsverlustes. Die weltweite Prävalenz von SCA11 ist selten.Im Rahmen dieser Arbeit wurden 30 Ataxie-Patienten auf Varianten im TTBK2-Gen untersucht. Häufig vorkommende SCA-Typen wurden durch Testung vorab ausgeschlossen. Die 17 codierenden Exons des zweitlängsten Transkriptes, TTBK2-208, wurden sequenziert. Dabei konnten insgesamt sechs verschiedene Varianten nachgewiesen werden.In Exon 11 wurde eine 157 Bp Deletion (c.1665_1821del157) bei drei der 30 Patienten festgestellt, die durch einen vorzeitigen Translationsstopp zu einem auf 601 AS verkürzten Protein führt (p.555Qfs*46). Diese Deletion wurde von der Arbeitsgruppe um Edener ebenfalls nachgewiesen und als vermutlich benigne Variante eingestuft (Edener et al., 2009b). Dennoch sind weitere Untersuchungen notwendig, die die Expression von TTBK2-208 in neuronalem Gewebe bei Trägern dieser Variante mit Gesunden vergleichen, um Aussagen über Pathogenität treffen zu können.Die seltene, aber bekannte Variante c.1799G>C (p.Ser600Thr) in Exon 11 konnte bei einem Patienten festgestellt werden. Bei der Testung der klinisch gesunden Familie, Mutter und Bruder, konnte dieselbe heterozygote Variante bei der Mutter nachgewiesen werden. Zuvor wurde bei dem Patienten bereits eine weitere Variante unklarer Signifikanz am SCA13-Locus (KCND3-Gen) nachgewiesen (Ley, 2018). Ein synergistischer Effekt der beiden Varianten als mögliche Ursache der Ataxie des Patienten ist nicht auszuschließen und sollte weiter untersucht werden. Spinocerebellar ataxia 11 (SCA11) constitutes a rare neurodegenerative disease, which is autosomal dominant inherited. Point mutations or small deletions in the TTBK2-gene cause its pathogenesis. The disease is characterized by slowly progressing cerebellar ataxia, saccades, nystagmus, and occasionally by pyramidal signs, dysarthria, and dysphagia (Giunti et al., 2012; Houlden et al., 2008, Last Update 2019).The TTBK2-gene encodes for Tau-Tubulin Kinase 2, which is involved in protein phosphorylation. Additionally TTBK2 is an essential kinase to initiate ciliogenesis, and it is involved in processes of cerebellar development and cell migration (Bowie et al., 2018). Up to now, three frameshift mutations in TTBK2 have been associated with SCA11. These are located in exon 12 and 13 (c.1329dupA, c.1287_1288delAG, c.1306_1307delGA) and lead to shortened proteins with a loss of function. The worldwide prevalence of SCA11 is rare.In this study, we examined 30 ataxia patients for variants in TTBK2. The majority of common SCA subtypes had been excluded previously. The 17 coding exons of the second longest transcript, TTBK2-208, were sequenced. Consequently, six different variants were detected.In exon 11, a 157 bp deletion (c.1665_1821del157) was detected in three of the 30 patients, resulting in a shortened protein of 601 amino acids (p.555Qfs*46). This deletion was also detected by Edener and colleagues and classified as a benign variant (Edener et al., 2009b). Nevertheless, further studies need to compare the expression of TTBK2-208 in neuronal tissue in carriers of this variant with the healthy so that statements about the variant´s pathogenicity can be made.The known but rare variant c.1799G> C (p.Ser600Thr) in exon 11 was found in one patient. When testing the patient´s clinically healthy family, mother and brother, the same heterozygous variant was detected in the mother. Previously, another variant of unclear significance at the SCA13 locus (KCND3-gene) had already been detected in the same patient (Ley, 2018). A synergistic effect of these two variants as a possible of the patient´s ataxia cannot be excluded and should be further investigated.