TY  - THES
A1  - Wolz, Werner
T1  - Molekulargenetische Analyse der Central Core Disease
T1  - Molecular genetic analysis of Central Core Disease
N2  - Central Core Disease (CCD) ist eine neuromuskuläre Erkrankung aus dem Formenkreis der kongenitalen Myopathien. Die Symptomatik umfaßt eine verzögerte motorische Entwicklung, eine nicht bis schwach progrediente Schwäche der Extremitätenmuskulatur mit Betonung der distalen, unteren Gliedmaßen sowie Defekte des Skelettapparates wie Kyphoskoliosen, Kontrakturen und Fußanomalien. Die Zentralfibrillen-Myopathie, wie man die Erkrankung im Deutschen nennt, imponiert durch eine mehr oder minder regelmäßige Assoziation mit der Veranlagung zur Malignen Hyperthermie (MHS), die wiederum von Mutationen im Ryanodinrezeptorgen (RYR1), einem sarkoplasmatischen Calciumkanal, verursacht wird. In genetischen Familienanalysen wurde die CCD ebenfalls zum RYR1-Gen auf dem Humanchromosom 19q13.1 kartiert, womit dieses Gen zum Kandidatengen für CCD avancierte. Es wurden in einigen wenigen Familien Mutationen im RYR1-Gen gefunden, die man für ursächlich für die Ausprägung der CCD hält. Mittlerweile häuften sich aber Hinweise, daß die CCD, ebenso wie die MHS heterogene Ursachen haben kann und damit die Rolle des RYR1-Gens als Kandidat für das CCD-Gen zunehmend in Frage gestellt wird. In der vorliegenden Arbeit wurde die Feinkartierung von CCD-Familien vorangetrieben, indem neue Familien gesammelt wurden und ein neuer, zusammengesetzter Mini-/ Mikrosatelliten-Marker charakterisiert wurde, der für die Feinkartierung an CCD-Familien eingesetzt werden konnte. Des weiteren wurden neuere Mikrosatelliten-Marker des Genethon-Konsortiums angewendet und die Koppelung der CCD-Familien zu Chromosom 19q13.1 konnte bestätigt werden, allerdings mit einigen Ausnahmen, so daß bei CCD ebenfalls heterogene Ursachen angenommen werden können. Ein weiteres Kandidatengen wurde mit dem MYH7-Gen für die beta-Kette des schweren Myosins auf Chromosom 14 vorgeschlagen, dies konnte aber weder bestätigt noch ausgeschlossen werden. Um die Rolle des RYR1-Gens für die CCD zu eruieren wurden die häufigsten bisher bei MHS-Familien gefundenen RYR1-Mutationen an CCD-Patienten untersucht. Lediglich in einer CCD/MHS-Familie konnte eine bereits bekannte Mutation bestätigt werden, das RYR1-Gen konnte nicht als verursachendes Gen der CCD bestätigt werden, allerdings konnte nicht das komplette Gen untersucht werden, aufgrund der großen Anzahl von Exons und der Größe des Gens. Ein zweiter Teil der Arbeit bestand in der Suche nach neuen Transkripten aus Muskelgewebe in der genomischen Region 19q13.1 mit dem Endziel der Erstellung einer Transkriptionskarte dieser Region. Hier kam die cDNA-Selektion zur Anwendung mit einer PCR-amplifizierten cDNA-Bibliothek aus Muskelgewebe sowie ein gut charakterisiertes Cosmid-Contig aus dem Bereich des RYR1-Gens. Es konnte lediglich ein kurzes Transkript isoliert werden, das auf den genomischen Ursprung zurückkartiert, aber es konnte nicht näher charakterisiert werden. Der dritte Teil der Arbeit stand im Zeichen der Kandidatengensuche im betreffenden Abschnitt q13.1 des Chromosoms 19. Anhand von genetischen Karten und Gendatenbanken sollten Gene gesucht werden, die in diesen Bereich kartieren und eine Expression im Skelettmuskel aufweisen und damit als Kandidat für die CCD in Frage kommen. Es wurden zwei Gene für nukleär codierte Untereinheiten der mitochondrialen Cytochrom c Oxidase untersucht. Von dem Gen, das die muskelspezifische Isoform von COX VIIa codiert, konnte die genomische Sequenz und die Exon-Intron Struktur ermittelt werden sowie eine Promotor-Analyse anhand einer Datenbanksuche durchgeführt werden. Der Vergleich mit der Sequenz des homologen Gen des Rindes ergab, daß es sich um ein evolutionär konserviertes Gen handelt mit dem typischen Eigenschaften eines Haushaltsgens. Ein weiteres Kandidatengen stellt das Gen für die kleine Untereinheit des Calpains dar, das möglicherweise direkt in die elektromechanische Koppelung zwischen Nerv und Muskel involviert ist und mit dem Ryanodinrezeptor interagiert. CCD-Patienten wurden mit der SSCP-Methode (Single-stranded conformation polymorphism) auf Mutationen in den Exons sowohl des COX7A1-Gens als auch des CANPS-Gens untersucht. In beiden Fällen konnten keine Mutationen gefunden werden. Die Suche nach dem CCD-Gen ist also nach wie vor offen.
N2  - Central Core disease (CCD) is a neuromuscular disorder belonging to the group of the congenital (structural) myopathies. The main features are delayed development of motor milestones, slowly progressing weakness of the lower limbs, as well as defects of the skeleton such as kyphoscoliosis, contractures and abnormalities of the feet. Central Core myopathy is strongly associated with susceptibility to Malignant Hyperthermia (MHS), partly caused by mutations in the gene coding for the ryanodine receptor (RYR1), the calcium release channel of sarcoplasmic reticulum. Linkage analysis in CCD families mapped the disease locus to the human chromosome region 19q13.1 including the RYR1 gene, suggesting RYR1 as a candidate gene for CCD. A few private RYR1 mutations were found in some families suggesting to underlie the disease in these families. Recently, a growing body of evidence has shown that CCD, like MHS, may be due to heterogenous causes, raising doubt about the role of RYR1 as a candidate for the CCD gene. The present work contributes to the fine mapping of the disease locus by investigating more families. A new, compound mini-/microsatellite repeat was characterised in the region. This repeat and several recently described microsatellite repeat markers of the Généthon collection were applied for haplotype analysis in CCD families. Linkage to chromosome 19q13.1 was partly confirmed, although some recombinants suggest, in some cases, heterogeneity in the development of Central Core disease. Another candidate gene was proposed, the beta-myosin heavy chain gene, which maps to chromosome 14; however, this could neither be confirmed nor denied within the investigated families, on the basis of linkage and mutation analysis. In order to analyse the role of the RYR1 gene in CCD, DNA of affected individuals was screened for the most common RYR1 mutations found in MHS patients. Only one previously described mutation could be confirmed segregating in a family, therefore, the RYR1 gene seems most likely not to be responsible for the disease mechanism. According to the large number of exons and the length of the gene, the analysis of the complete gene was not feasible. The second part of the work aimed at searching for new transcripts from skeletal muscle coded by genes in the genomic region 19q13.1. Using a direct cDNA selection technique a transcription map of this region should be established. The cDNA selection procedure used here was based on a PCR-amplified cDNA library from skeletal muscle and a cosmid contig covering the whole RYR1 gene region. A small transcript could be isolated, which hybridises exclusively to the genomic origin, however, further characterisations were unfortunately not successfull. The third part of the work dealt with the search for other candidate genes in the genomic region 19q13.1 in public databases. Both the genomic location as well as expression in skeletal muscle were main criteria used for the selection of a possible candidate gene. Two genes for nuclear coded subunits of cytochrome c oxidase were analysed. DNA sequence and exon-intron organisation of the gene for the muscle-specific isoform of COX VIIa was established and the promoter region of the gene was analysed by database query. Comparison with the homologous bovine gene showed typical structures of a house-keeping gene which is evolutionary well conserved. Another potential candidate was the gene of the small calpain subunit. This protein is possibly involved in excitation-contraction coupling and shows direct interaction with the ryanodine receptor. CCD patients were screened for mutations in the COX7A1 and CANPS genes using SSCP (single-stranded conformation polymorphism) technique. No alterations were found in either genes. The CCD genes still have to be found.
KW  - Muskelkrankheit
KW  - Molekulargenetik
KW  - Zentralfibrillen-Myopathie
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - kongenitale Myopathie
KW  - Ryanodin-Rezeptor Gen
KW  - Koppelungsanalyse
KW  - cDNA Selektion
KW  - Central Core Disease
KW  - Malignant Hyperthermia
KW  - congenital myopathy
KW  - Ryanodine receptor gene
KW  - linkage analysis
KW  - cDNA selection
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2521
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schuster, Frank
T1  - Untersuchungen zur Modulation der interstitiellen Laktatkonzentration im isoliert perfundierten Skelettmuskel der Ratte durch Kalzium, Koffein, Ryanodin und Dantrolen im Rahmen der Entwicklung eines minimal-invasiven Verfahrens zur Diagnostik der maligne Hyperthermie Veranlagung
T1  - Investigations for modulation of interstitial lactate concentration of isolated perfused rat skeletal muscle with calcium, caffeine, ryanodine and dantrolene to develop a minimally invasive technique for diagnosing malignant hyperthermia susceptibility
N2  - Die maligne Hyperthermie ist eine metabolische Muskelerkrankung, die durch eine unkontrollierte Kalzium-Freisetzung in das Zytosol der Muskelzelle zu einer Aktivierung des kontraktilen Apparates und zu einer Beschleunigung des Zellstoffwechsels führen kann. Der in-vitro-Kontraktur-Test am Skelettmuskel ist zur Zeit das einzige zuverlässige Verfahren zur Erkennung einer MH-Veranlagung. In dieser Arbeit sollte untersucht werden inwieweit die lokale Laktatkonzentration durch die Applikation von Kalzium und Koffein mit Hilfe einer Mikrodialysesonde beziehungsweise durch die systemische Infusion von Ryanodin und Dantrolen beeinflusst wird. Mit Tierschutz-Genehmigung wurden 61 Sprague-Dawley Ratten anästhesiert und post exitum über die Aorta die Hinterbeine mit Ringer-, Ryanodin- (0,25 µM, 1 µM) oder Dantrolenlösung (1 µM) perfundiert (30 ml h-1, 19-20oC). Über Mikrodialysesonden (1 µl min-1) in den Mm. adductores wurde Ringer, Sorbitol (80 mM), Kalzium (20 mM, 40 mM, 80 mM) oder Koffein (40 mM, 80 mM) appliziert und im Dialysat Laktat spektrometrisch gemessen. Bei einer relativen recovery von 77 ± 2% für Laktat in-vitro stieg die Laktatkonzentration unter Perfusion mit 20 mM, 40 mM beziehungsweise 80 mM Kalziumlösung auf 466 ± 31%, 632 ± 48% beziehungsweise 635 ± 81%, während unter Perfusion mit 40 mM und 80 mM Koffein eine relative Zunahme auf 270 ± 21% und 377 ± 21% beobachtet wurde. Unter systemischer Organperfusion mit 0,25 µM und 1 µM Ryanodinlösung und lokaler Applikation von 40 mM Koffein wurden relative Laktatanstiege von 279 ± 23% und 331 ± 19% gemessen. Dagegen stieg die relative Laktatkonzentration bei systemischer Infusion von 1 µM Dantrolenlösung und lokaler Perfusion mit 40 mM Koffein nur bis auf 193 ± 13% an. Diese methodische Untersuchung beweist, dass durch die lokale Perfusion von Kalzium und Koffein sowie die systemische Infusion von Ryanodin ein Anstieg der lokalen Laktatkonzentration induziert, beziehungsweise durch systemische Applikation von Dantrolen dieser Anstieg inhibiert werden kann. Systemische Effekte müssen allerdings im in-vivo Tierversuch ausgeschlossen werden, um die Mikrodialysetechnik für die Entwicklung eines minimal-invasiven Verfahrens zur Diagnostik der malignen Hyperthermie nutzbar machen zu können.
N2  - Malignant hyperthermia (MH) is a metabolic disease of skeletal muscle. An increased calcium release inside the muscle cell leads to muscle contraction and activates cellular metabolism. The In-Vitro Contracture Test of skeletal muscle is the only reliable method to detect MH susceptibility. The aim of the present study was to investigate the effects of calcium and caffeine application through a microdialysis probe and the effects of systemic ryanodine and dantrolene infusion on local lactate metabolism. With approval of the local animal care committee 61 Sprague Dawley rats were anaesthetized, anticoagulated and both hind limbs were perfused through the aorta with ringer-, ryanodine (0,25 µM, 1 µM) or dantrolene (1 µM) solution post mortem (30 ml/h, 21 oC). Through microdialysis-probes both Mm. adductors were perfused by ringer-, sorbitol/ringer (80 mM), calcium/ringer (20 mM, 40 mM, 80 mM) or caffeine/ringer (40 mM, 80 mM) solution with 1 µl/min flow. Lactate was measured spectrophotometrically. The relative recovery of lactate was 77 ± 2%. Microdialysis perfusion of calcium 20 mM, 40 mM and 80 mM respectively increased local lactate concentration to 466 ± 31%, 632 ± 48% and 635 ± 81%. Microdialysis perfusion of caffeine 40 mM and 80 mM increased local lactate levels to 270 ± 21% and 377 ± 21%. The isolated skeletal muscle perfusion with ryanodine 0,25 µM and 1 µM, and synchronous microdialysis application of caffeine 40 mM increased local lactate concentration significantly to 279 ± 23% and 331 ± 19%. In contrast lactate levels increased only to 193 ± 13% during infusion of dantrolene 1 µM and local perfusion of caffeine 40 mM. This study shows, that local perfusion of calcium and caffeine, and systemic perfusion of ryanodine induce local lactate increase, while systemic application of dantrolene inhibits the caffeine-induced increase. Systemic side-effects have to be ruled out in further animal studies in order to use this microdialysis technique with local application of a MH-trigger as a minimally invasive method to diagnose MH susceptibility.
KW  - Mikrodialyse
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Laktat
KW  - Skelettmuskel
KW  - Ratte
KW  - Microdialysis
KW  - Malignant Hyperthermia
KW  - Lactate
KW  - Skeletal muscle
KW  - rat
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4397
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TY  - THES
A1  - Sokoll, Ulrike
T1  - Inzidenz und Relevanz neuromuskulärer Erkrankungen bei Patienten, die sich einer Muskelbiopsie zur Diagnostik einer Maligne-Hyperthermie-Disposition unterzogen
T1  - Incidence and relevance of neuromuscular disorders of patients who have undergone a muscle biopsy for the purpose of a disposition diagnostic of malignant hyperthermia
N2  - Ziel dieser vorliegenden Arbeit war es, die invasive Muskelbiopsie und deren Anteil an der definitiven Diagnosestellung von neuromuskulären Erkrankungen in einem selektionierten Patientengut zu untersuchen, um die Indikationsstellung für eine Muskelbiopsie zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurden retrospektiv die Krankenakten, sowie die Patientendatenbank aus dem Maligne Hyperthermie-Labor der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie der Universität Würzburg ausgewertet. In die Auswertung wurden Patienten mit chronischer klinischer myopathischer Symptomatik, mit asymptomatisch persistierender CK-Erhöhung, mit Narkosezwischenfällen, und mit akuter klinischer Symptomatik (ohne Narkosezwischenfälle), eingeschlossen. An Diagnostik wurde neben einer körperlich-neurologischen Untersuchung, Laborkontrolle, EMG und Laktattest, bei all diesen Patienten eine Muskelbiopsie mit IVKT und histopathologischer Untersuchung durchgeführt. Bei 47% dieser 213 Patienten konnte durch die Muskelbiopsie mit histopathologischer/histochemischer Untersuchung und IVKT eine MH-Disposition oder anderweitige Myopathie diagnostiziert werden. Somit können in vielen Fällen Fragen der Vererblichkeit und des weiteren Krankheitsverlaufes der Myopathie für die weitere Lebensplanung des Patienten beantwortet werden
N2  - The objective of this work was to investigate the invasive muscle biopsy and its contribution to the definitive diagnosis of neuromuscular disorders in a selected population of patients in order to check the indication for a muscle biopsy. For this purpose, the patients’ files were retrospectively evaluated and the patients’ data banks of the laboratory of malignant hyperthermia of the clinic and policlinic for anaesthesiology of the University of Würzburg were analysed. In the evaluation, patients with chronic clinical myopathic symptoms, with asymptomatic persistent CK arousal, with incidents of narcosis and with acute clinical symptoms (without incidents of narcosis) were included. As to diagnostic, apart from a physiological-neurological examination, control of laboratory, EMG and lactate test, the patients all underwent a muscle biopsis with IVCT and histopathological examination. With 47% of these patients, an MH disposition or another myopathy could be diagnosed through the muscle biopsy with histopathological / histochemical examination and IVCT. With this, questions of heritability and of the progression of illness can be responded to with respect to the further life planning of the patient.
KW  - Neuromuskuläre Erkrankungen
KW  - Maligne Hyperthermie
KW  - Neuromuscular disorders
KW  - Malignant Hyperthermia
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14447
ER  -