Zentronukleäre Myopathien von der Diagnose zur Therapie

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1 MTM Familientreffen Göttingen, 5./6. Juni 2014 Zentronukleäre Myopathien von der Diagnose zur Therapie Dr. Johann Böhm IGBMC, Strasbourg

2 Ein paar Worte über Strasbourg.and über das IGBMC

3 Ein paar Worte über Strasbourg.and über das IGBMC Münster

4 Ein paar Worte über Strasbourg.and über das IGBMC Münster Europäisches Parlament

5 Ein paar Worte über Strasbourg.and über das IGBMC Münster Europäisches Parlament 47 Forschungsgruppen, 6 technische Abteilungen, ICS

6 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels

7 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen TAM Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels CCD CNM

8 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen TAM CCD Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels Zentronukleäre Myopathy Allgemeine Muskelschwäche (Gesichtsmuskel, Lider) CNM

9 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen TAM CCD CNM Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels MTM1 Ab Geburt Schwerwiegend Halsketten Zentronukleäre Myopathy Allgemeine Muskelschwäche (Gesichtsmuskel, Lider)

10 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen TAM CCD Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels Zentronukleäre Myopathy Allgemeine Muskelschwäche (Gesichtsmuskel, Lider) CNM MTM1 Ab Geburt Schwerwiegend Halsketten BIN1 Ab Kindheit Moderat Zellkernklumpen

11 Kongenitale Myopathien Bessere Bezeichnung: Strukturelle Muskelerkrankungen TAM CCD Betrifft Kinder und Erwachsene weltweit Belastung für die Patienten und deren Familien Meist fortschreitende Muskelschwäche Spezifische strukturelle Anomalien des Muskels Zentronukleäre Myopathy Allgemeine Muskelschwäche (Gesichtsmuskel, Lider) CNM MTM1 Ab Geburt Schwerwiegend Halsketten BIN1 Ab Kindheit Moderat Zellkernklumpen DNM2 Kinder/Erwachsene Moderat/Mild Radspeichen

12 Zellkerne während der Muskelentwicklung Erst in der Mitte, dann am Rand

13 Zellkerne während der Muskelentwicklung Erst in der Mitte, dann am Rand

14 Zellkerne während der Muskelentwicklung Erst in der Mitte, dann am Rand Zentronukleäre Myopathie (Myotubuläre Myopathy)

15 Zellkerne während der Muskelentwicklung Erst in der Mitte, dann am Rand Zentronukleäre Myopathie (Myotubuläre Myopathy) MTM1, BIN1, DNM2 bilden T-Tubule (T-Röhrchen) T-Röhrchen regulieren Muskelkontraktion

16 Patienten Therapieansätze (Tiermodelle behandeln) Molekulardiagnose (Gen finden) Tiermodell (Kranheitsetappen) Funktionelle Untersuchungen (Warum Krankheit?)

17 DNA Buch CHROMOSOM Kapitel GEN Satz CODON Wort 4 Buchstaben C G A T

18 Ein Buch...aber ein ziemlich dickes 2 x 3 milliarden Buchstaben Etwa Buchstaben DNA: Buchstaben = Ken Follet - Bücher Wie finden man die Mutation (= Rechtschreibfehler) einer Krankheit?

19 Seiten wie diese

20 Familienanamnese

21 Familienanamnese

22 X-gebundener Erbgang: MTM1 XY XX XY XX XY XX 50% 50% XY XX XX

23 Familienanamnese: anderes Beispiel

24 Familienanamnese: anderes Beispiel

25 Dominanter Erbgang: DNM2 19/19 19/19 19/19 19/19 0% 19/19

26 Familienanamnese: und noch ein Beispiel

27 Familienanamnese: und noch ein Beispiel

28 Rezessiver Erbgang: BIN1, RYR1, TTN 2/2 2/2 2/2 2/2 2/2 2/2 66% 2/2 2/2

29 700 Patienten in 15 Jahren Und bei den meisten haben wir die Mutation gefunden 400 in MTM1 100 in DNM2 20 in RYR1 10 in BIN1 10 in TTN

30 700 Patienten in 15 Jahren Und bei den meisten haben wir die Mutation gefunden 400 in MTM1 100 in DNM2 20 in RYR1 10 in BIN1 10 in TTN Dennoch: 160 Patienten ohne Mutation in den bekannten Genen

31 700 Patienten in 15 Jahren Und bei den meisten haben wir die Mutation gefunden 400 in MTM1 100 in DNM2 10 in BIN1 10 in TTN 20 in RYR1 Dennoch: 160 Patienten ohne Mutation in den bekannten Genen Und ohne Molekulardiagnose: Keine adäquate genetische Beratung Keine Pränatal-Diagnose Keine Möglichkeit der Prognose Keine Entwicklung von Therapien Wie können wir die fehlenden Gene finden?

32 Methoden früher und heute Eine echte Revolution in der Molekuladiagnostik Sanger -Sequenzierung Nonplusultra ab 1985 Analyse von einzelnen Gene 300 Euro/Gen Next generation sequencing Seit 2008 Alle Gene gleichzeitig 1000 Euro insgesamt

33 Methoden früher und heute Eine echte Revolution in der Molekuladiagnostik Sanger -Sequenzierung Nonplusultra ab 1985 Analyse von einzelnen Gene 300 Euro/Gen Next generation sequencing Seit 2008 Alle Gene gleichzeitig 1000 Euro insgesamt Wie das immer so ist: neue Methoden = neue Herausforderungen

34 Methoden früher und heute Eine echte Revolution in der Molekuladiagnostik Sanger -Sequenzierung Nonplusultra ab 1985 Analyse von einzelnen Gene 300 Euro/Gen Next generation sequencing Seit 2008 Alle Gene gleichzeitig 1000 Euro insgesamt Wie das immer so ist: neue Methoden = neue Herausforderungen James Watson hat tausende Mutationen!

35 Jeder von uns trägt Fehler in der DNA Welcher davon verursacht die Krankheit? Single Nucleotide Polymorphism DNA-Variation innerhalb einer Art Unterschiede zwischen Populationen Mutation Verursacht Krankheit Abwesend bei Gesunden

36 Jeder von uns trägt Fehler in der DNA Welcher davon verursacht die Krankheit? Single Nucleotide Polymorphism DNA-Variation innerhalb einer Art Unterschiede zwischen Populationen Mutation Verursacht Krankheit Abwesend bei Gesunden Wichtig: effiziente Bioinformatik SNP in Datenbanken: Black genes: Konservierung Rolle im Muskel Ist eine Variation bereits beschrieben? Mit welcher Häufigkeit? Ist das Gen sehr variabel? ist das Gen identisch bei Hunden und Mäusen? Ist das Gen wichtig für die Muskelfunktion?

37 Jeder von uns trägt Fehler in der DNA Welcher davon verursacht die Krankheit? Single Nucleotide Polymorphism DNA-Variation innerhalb einer Art Unterschiede zwischen Populationen Mutation Verursacht Krankheit Abwesend bei Gesunden Wichtig: effiziente Bioinformatik SNP in Datenbanken: Black genes: Konservierung Rolle im Muskel Ist eine Variation bereits beschrieben? Mit welcher Häufigkeit? Ist das Gen sehr variabel? ist das Gen identisch bei Hunden und Mäusen? Ist das Gen wichtig für die Muskelfunktion? Unser Ziel: Molekulardiagnose für alle!

38 Und so kann man teilnehmen Kontakt: Patient Klinische Untersuchung Biopsie Zentronukleäre Myopathie? DNA Sequenzierung Analyse Verifizierung MTM1, DNM2, BIN1 müssen überprüft worden sein Patienten UND Eltern/Verwandte Je mehr wir haben, desto einfacher die Analyse Falls wir ein neues Gen finden, müssen wir sicher sein Funktionelle Tests /Tiermodelle sind zeitraubend

39 Und so kann man teilnehmen Kontakt: Patient Biopsie DNA Klinische Untersuchung Zentronukleäre Myopathie? MTM1, DNM2, BIN1 müssen überprüft worden sein Sequenzierung Analyse Patienten UND Eltern/Verwandte Je mehr wir haben, desto einfacher die Analyse Verifizierung Daher: Falls wir ein neues Gen finden, müssen wir sicher sein Funktionelle Tests /Tiermodelle sind zeitraubend Kein fester Zeitrahmen Keine Ergebnisgarantie Keine Informationen zu anderen Genen Korrespondenz über behandelnden Arzt

40 Patienten Therapieansätze (Tiermodelle behandeln) Molekulardiagnose (Gen finden) Tiermodell (Kranheitsetappen) Funktionelle Untersuchungen (Warum Krankheit?)

41 Therapien Man sollte immer verschiedene Ansätze verfolgen Pharmakologisch Chemische Wirkstoffe mit spezifischem Wirkort Meist allerdings unspezifisch (= Nebenwirkungen) Zelltherapie Kranke Zellen durch gesunde ersetzen Wie aber erreicht man jeden Muskel? Muskelzellen haben geringen Turnover Gentherapie Injektion des gesunden Gens Wie aber erricht man jeden Muskel?

42 Gentherapie Um jede Muskelzelle zu erreichen, benutzen wir ein Virus Ein Virus

43 Gentherapie Um jede Muskelzelle zu erreichen, benutzen wir ein Virus Entschärftes Virus mit MTM1 +

44 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus

45 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus Überlebensrate Behandelt Unbehandelt

46 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus Überlebensrate Gewichtsentwicklung Behandelt Unbehandelt

47 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus Überlebensrate Gewichtsentwicklung Behandelt Unbehandelt Muskelkraft Behandelt Jake (MTM1-Hund) Unbehandelt

48 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus Überlebensrate Gewichtsentwicklung Behandelt Unbehandelt Muskelkraft Behandelt Jake (MTM1-Hund) Unbehandelt Böhm 2010, Childers 2014

49 ...und das funktioniert sogar ziemlich gut Bei Mäusen und Hunden und bald bei Menschen? MTM1-Maus Gesunde Maus Überlebensrate Gewichtsentwicklung Behandelt Unbehandelt Muskelkraft Behandelt Jake (MTM1-Hund) Unbehandelt Böhm 2010, Childers 2014 Aber: Bis zu 700 x mehr Myotubularin im Herzen Langzeitfolgen? Virus-Immunität der Patienten?

50 Alternativer Therapieansatz Basierend auf unserer Grundlagenforschung MTM1 DNM2 Gleichgewicht von MTM1 und DNM2 wichtig für normale Muskelfunktion

51 Alternativer Therapieansatz Basierend auf unserer Grundlagenforschung MTM1 DNM2 Gleichgewicht von MTM1 und DNM2 wichtig für normale Muskelfunktion MTM1 DNM2 Bei myotubulärer Myopathie: Weniger MTM1 Gestörtes Gleichgewicht

52 Alternativer Therapieansatz Basierend auf unserer Grundlagenforschung MTM1 DNM2 Gleichgewicht von MTM1 und DNM2 wichtig für normale Muskelfunktion MTM1 DNM2 Bei myotubulärer Myopathie: Weniger MTM1 Gestörtes Gleichgewicht MTM1 DNM2 Bei zentronukleärer Myopathie: Mehr DNM2 Ebenfalls gestörtes Gleichgewicht

53 Alternativer Therapieansatz Basierend auf unserer Grundlagenforschung MTM1 DNM2 Gleichgewicht von MTM1 und DNM2 wichtig für normale Muskelfunktion MTM1 DNM2 Bei myotubulärer Myopathie: Weniger MTM1 Gestörtes Gleichgewicht MTM1 DNM2 Bei zentronukleärer Myopathie: Mehr DNM2 Ebenfalls gestörtes Gleichgewicht Reduzierung von DNM2: Therapieansatz für myotubuläre UND zentronukleäre Myopathie

54 Alternative Therapieansatz Kreuzung von MTM1-Mäusen und DNM2-Mäusen + = Kein MTM1 Weniger DNM2 Kein MTM1/Weniger DNM2

55 Cross-Therapie Kreuzung von MTM1-Mäusen und DNM2-Mäusen + = Kein MTM1 Weniger DNM2 Kein MTM1/Weniger DNM2 3 Mäuse im Käfig: Normale Maus Ohne MTM1 Ohne MTM1 / Weniger DNM2 Wer ist wer?

56 Kein MTM1 Kein MTM1 Weniger DNM2 Normale Maus

57 Ein wenig rumlaufen ist noch kein Beweis Schauen wir uns doch mal die Muckis an

58 Ein wenig rumlaufen ist noch kein Beweis Schauen wir uns doch mal die Muckis an Maus ohne MTM1 Ohne MTM1 / weniger DNM2

59 Ein wenig rumlaufen ist noch kein Beweis Schauen wir uns doch mal die Muckis an Maus ohne MTM1 Ohne MTM1 / weniger DNM2 Kraft und Überlebensrate

60 Ein wenig rumlaufen ist noch kein Beweis Schauen wir uns doch mal die Muckis an Maus ohne MTM1 Ohne MTM1 / weniger DNM2 Kraft und Überlebensrate

61 Zusammenfassung Einer doch recht komplexen Geschichte MTM1 DNM2 Bei der myotubulären / zentronukleären Myopathie gibt es ein Ungleichgewicht im Muskel DNM2 reduzieren als Therapie?

62 Zusammenfassung Einer doch recht komplexen Geschichte MTM1 DNM2 Bei der myotubulären / zentronukleären Myopathie gibt es ein Ungleichgewicht im Muskel DNM2 reduzieren als Therapie? Mäuse ohne MTM1 und weniger DNM2 sind kaum von normalen Mäusen zu unterscheiden

63 Zusammenfassung Einer doch recht komplexen Geschichte MTM1 DNM2 Bei der myotubulären / zentronukleären Myopathie gibt es ein Ungleichgewicht im Muskel DNM2 reduzieren als Therapie? Mäuse ohne MTM1 und weniger DNM2 sind kaum von normalen Mäusen zu unterscheiden Allerdings wurde hier DNM2 genetisch reduziert

64 Zusammenfassung Einer doch recht komplexen Geschichte MTM1 DNM2 Bei der myotubulären / zentronukleären Myopathie gibt es ein Ungleichgewicht im Muskel DNM2 reduzieren als Therapie? Mäuse ohne MTM1 und weniger DNM2 sind kaum von normalen Mäusen zu unterscheiden Allerdings wurde hier DNM2 genetisch reduziert Bei den Patienten müssen wir DNM2 auf andere Weise reduzieren

65 Zusammenfassung Einer doch recht komplexen Geschichte MTM1 DNM2 Bei der myotubulären / zentronukleären Myopathie gibt es ein Ungleichgewicht im Muskel DNM2 reduzieren als Therapie? Mäuse ohne MTM1 und weniger DNM2 sind kaum von normalen Mäusen zu unterscheiden Allerdings wurde hier DNM2 genetisch reduziert Bei den Patienten müssen wir DNM2 auf andere Weise reduzieren Pharmakologisch

66 Und genau das probieren wir gerade Insbesondere weil es für alle CNM-Formen funktionieren könnte

67 Und genau das probieren wir gerade Insbesondere weil es für alle CNM-Formen funktionieren könnte 1. Möglichkeit: Milionen chemische Komponenten testen Sehr teuer und zeitaufwendig Jeder Wirkstoff muß in klinischen Tests überüprüft werden

68 Und genau das probieren wir gerade Insbesondere weil es für alle CNM-Formen funktionieren könnte 1. Möglichkeit: Milionen chemische Komponenten testen Sehr teuer und zeitaufwendig Jeder Wirkstoff muß in klinischen Tests überüprüft werden 2. Möglichkeit: Zugelassene Arzneimittel testen ( 2000) Sogenanntes reprofiling Patienten hätten sofort Zugang zu Wirkstoffen (Ohne die Pharmafirmen noch reicher zu machen)

69 Belinda Thierry Jocelyn Hichem

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