TY - THES A1 - Vona, Barbara C. T1 - Molecular Characterization of Genes Involved in Hearing Loss T1 - Molekulare Charakterisierung der in Hörstörungen involvierten Genen N2 - The auditory system is an exquisitely complex sensory organ dependent upon the synchronization of numerous processes for proper function. The molecular characterization of hereditary hearing loss is complicated by extreme genetic heterogeneity, wherein hundreds of genes dispersed genome-wide play a central and irreplaceable role in normal hearing function. The present study explores this area on a genome-wide and single gene basis for the detection of genetic mutations playing critical roles in human hearing. This work initiated with a high resolution SNP array study involving 109 individuals. A 6.9 Mb heterozygous deletion on chromosome 4q35.1q35.2 was identified in a syndromic patient that was in agreement with a chromosome 4q deletion syndrome diagnosis. A 99.9 kb heterozygous deletion of exons 58-64 in USH2A was identified in one patient. Two homozygous deletions and five heterozygous deletions in STRC (DFNB16) were also detected. The homozygous deletions alone were enough to resolve the hearing impairment in the two patients. A Sanger sequencing assay was developed to exclude a pseudogene with a high percentage sequence identity to STRC from the analysis, which further solved three of the six heterozygous deletion patients with the hemizygous, in silico predicted pathogenic mutations c.2726A>T (p.H909L), c.4918C>T (p.L1640F), and c.4402C>T (p.R1468X). A single patient who was copy neutral for STRC and without pathogenic copy number variations had compound heterozygous mutations [c. 2303_2313+1del12 (p.G768Vfs*77) and c.5125A>G (p.T1709A)] in STRC. It has been shown that STRC has been previously underestimated as a hearing loss gene. One additional patient is described who does not have pathogenic copy number variation but is the only affected member of his family having hearing loss with a paternally segregating translocation t(10;15)(q26.13;q21.1). Twenty-four patients without chromosomal aberrations and the above described patient with an USH2A heterozygous deletion were subjected to a targeted hearing loss gene next generation sequencing panel consisting of either 80 or 129 hearing-relevant genes. The patient having the USH2A heterozygous deletion also disclosed a second mutation in this gene [c.2276G>T (p.C759F)]. This compound heterozygous mutation is the most likely cause of hearing loss in this patient. Nine mutations in genes conferring autosomal dominant hearing loss [ACTG1 (DFNA20/26); CCDC50 (DFNA44); EYA4 (DFNA10); GRHL2 (DFNA28); MYH14 (DFNA4A); MYO6 (DFNA22); TCF21 and twice in MYO1A (DFNA48)] and four genes causing autosomal recessive hearing loss were detected [GJB2 (DFNB1A); MYO7A (DFNB2); MYO15A (DFNB3), and USH2A]. Nine normal hearing controls were also included. Statistical significance was achieved comparing controls and patients that revealed an excess of mutations in the hearing loss patients compared to the control group. The family with the GRHL2 c.1258-1G>A mutation is only the second family published worldwide with a mutation described in this gene to date, supporting the initial claim of this gene causing DFNA28 hearing loss. Audiogram analysis of five affected family members uncovered the progressive nature of DFNA28 hearing impairment. Regression analysis predicted the annual threshold deterioration in each of the five family members with multiple audiograms available over a number of years. N2 - Das Gehör als komplexes Sinnesorgan ist für eine einwandfreie Funktion abhängig von der Synchronisation zahlreicher Prozesse. Durch die extreme genetische Heterogenität wird die molekulare Charakterisierung einer erblich bedingten Schwerhörigkeit erschwert, da hunderte genomweit verteilter Gene eine zentrale und unersetzliche Rolle beim Hören spielen. Die vorliegende Studie untersucht dieses Forschungsgebiet auf genomweiter Ebene und auf der Basis von Einzelgenen, um genetische Mutationen zu ermitteln, die eine entscheidende Rolle bei der menschlichen auditiven Wahrnehmung besitzen. Diese Arbeit beginnt mit einer Studie an 109 Personen unter Zuhilfenahme von hochauflösenden SNP-Arrays. In dieser Studie wurde eine 6,9 Mb heterozygote Deletion auf Chromosom 4q35.1q35.2 bei einem syndromalen Patienten identifiziert, die eine Übereinstimmung mit einem Chromosom 4q-Deletionssyndrom aufwies. Bei einem weiteren Patienten wurde eine 99,9 kb heterozygote Deletion der Exons 58-64 in USH2A nachgewiesen. Zwei homozygote Deletionen und fünf heterozygote Deletionen in STRC (DFNB16) wurden ebenfalls detektiert. Die homozygoten Deletionen waren ausreichend, um die Schwerhörigkeit bei beiden Patienten zu klären. Ein Sanger-Sequenzierungs-Assay wurde entwickelt, um ein Pseudogen mit einer hohen prozentualen Sequenzidentität zu STRC von der Analyse auszuschließen. Dadurch konnten drei der sechs heterozygoten Deletionspatienten mit hemizygot in silico vorhergesagten pathogenen Mutationen, c.2726A>T (p.H909L), c.4918 C>T (p.L1640F) und c.4402C>T (p.R1468X), aufgeklärt werden. Ein Patient, der eine kopieneutrale STRC Variation und keine pathogenen Kopienzahlvariationen besaß, zeigte eine compound heterozygote Mutation [c.2303_2313+1del12 (p.G768Vfs*77) und c.5125A>G (p.T1709A)] in STRC. Es wurde gezeigt, daß die Beurteilung von STRC als Hörstörungsgen bisher unterschätzt wurde. Zusätzlich wird ein Patient beschrieben, der keine pathogenen Kopienzahlvariationen aufwies, aber das einzige Familienmitglied mit einer Schwerhörigkeit und einer paternalen segregierten Translokation t(10;15)(q26.13;q21.1) war. Vierundzwanzig Patienten ohne Chromosomenstörungen und der oben beschriebene Patient mit einer USH2A heterozygoten Deletion wurden mit einem Next Generation Sequencing Panel bestehend aus entweder 80 oder 129 für das Hören relevanter Gene untersucht. Der Patient mit einer USH2A heterozygoten Deletion zeigte eine zweite Mutation in diesem Gen [c.2276G>T (p.C759F)]. Diese compound heterozygote Mutation ist die wahrscheinlichste Ursache für die Schwerhörigkeit des Patienten. Neun Mutationen in Genen, die zu einem autosomal dominanten Hörverlust führen [ACTG1 (DFNA20/26); CCDC50 (DFNA44); EYA4 (DFNA10); GRHL2 (DFNA28); MYH14 (DFNA4A); MYO6 (DFNA22); TCF21], sowie zwei MYO1A (DFNA48) Mutationen und Mutationen in vier weiteren Genen, verantwortlich für autosomal rezessive Schwerhörigkeit [GJB2 (DFNB1A); MYO7A (DFNB2); MYO15A (DFNB3) und USH2A], konnten identifiziert werden. Neun normal hörende Kontrollen waren ebenfalls in diese Studie einbezogen worden. Durch einen Vergleich der Kontrollen mit den Patienten konnte eine statistische Signifikanz erreicht werden, die einen Überschuss an Mutationen bei der Patientengruppe gegenüber der Kontrollgruppe aufzeigte. Die Familie mit einer GRHL2 c.1258-1G>A Mutation ist die erst zweite Familie weltweit, die mit einer Mutation in diesem Gen publiziert worden ist. Dies unterstützt die initiale Behauptung, dass dieses Gen für eine DFNA28 Schwerhörigkeit verantwortlich ist. Die Audiogrammanalyse von fünf der betroffenen Familienmitglieder lässt eine voranschreitende Natur der DFNA28 Hörschädigung erkennen. Eine jährliche Verschlechterung der Hörschwelle bei jedem der fünf Familienmitglieder konnte eine Regressionsanalyse anhand von Audiogrammen, die über eine Anzahl von Jahren zur Verfügung standen, vorhersagen. KW - Hearing loss KW - Molekularbiologie KW - Hörverlust Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-98031 N1 - Aus datenschutzrechtlichen Gründen wurde der Zugriff auf den Volltext zu diesem Dokument gesperrt. Eine inhaltlich identische neue Version ist erhältlich unter: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112170 ER - TY - JOUR A1 - Jarius, Sven A1 - Kleiter, Ingo A1 - Ruprecht, Klemens A1 - Asgari, Nasrin A1 - Pitarokoili, Kalliopi A1 - Borisow, Nadja A1 - Hümmert, Martin W. A1 - Trebst, Corinna A1 - Pache, Florence A1 - Winkelmann, Alexander A1 - Beume, Lena-Alexandra A1 - Ringelstein, Marius A1 - Stich, Oliver A1 - Aktas, Orhan A1 - Korporal-Kuhnke, Mirjam A1 - Schwarz, Alexander A1 - Lukas, Carsten A1 - Haas, Jürgen A1 - Fechner, Kai A1 - Buttmann, Mathias A1 - Bellmann-Strobl, Judith A1 - Zimmermann, Hanna A1 - Brandt, Alexander U. A1 - Franciotta, Diego A1 - Schanda, Kathrin A1 - Paul, Friedemann A1 - Reindl, Markus A1 - Wildemann, Brigitte T1 - MOG-IgG in NMO and related disorders: a multicenter study of 50 patients. Part 3: Brainstem involvement - frequency, presentation and outcome JF - Journal of Neuroinflammation N2 - Background Myelin oligodendrocyte glycoprotein antibodies (MOG-IgG) are present in a subset of aquaporin-4 (AQP4)-IgG-negative patients with optic neuritis (ON) and/or myelitis. Little is known so far about brainstem involvement in MOG-IgG-positive patients. Objective To investigate the frequency, clinical and paraclinical features, course, outcome, and prognostic implications of brainstem involvement in MOG-IgG-positive ON and/or myelitis. Methods Retrospective case study. Results Among 50 patients with MOG-IgG-positive ON and/or myelitis, 15 (30 %) with a history of brainstem encephalitis were identified. All were negative for AQP4-IgG. Symptoms included respiratory insufficiency, intractable nausea and vomiting (INV), dysarthria, dysphagia, impaired cough reflex, oculomotor nerve palsy and diplopia, nystagmus, internuclear ophthalmoplegia (INO), facial nerve paresis, trigeminal hypesthesia/dysesthesia, vertigo, hearing loss, balance difficulties, and gait and limb ataxia; brainstem involvement was asymptomatic in three cases. Brainstem inflammation was already present at or very shortly after disease onset in 7/15 (47 %) patients. 16/21 (76.2 %) brainstem attacks were accompanied by acute myelitis and/or ON. Lesions were located in the pons (11/13), medulla oblongata (8/14), mesencephalon (cerebral peduncles; 2/14), and cerebellar peduncles (5/14), were adjacent to the fourth ventricle in 2/12, and periaqueductal in 1/12; some had concomitant diencephalic (2/13) or cerebellar lesions (1/14). MRI or laboratory signs of blood-brain barrier damage were present in 5/12. Cerebrospinal fluid pleocytosis was found in 11/14 cases, with neutrophils in 7/11 (3-34 % of all CSF white blood cells), and oligoclonal bands in 4/14. Attacks were preceded by acute infection or vaccination in 5/15 (33.3 %). A history of teratoma was noted in one case. The disease followed a relapsing course in 13/15 (87 %); the brainstem was involved more than once in 6. Immunosuppression was not always effective in preventing relapses. Interferon-beta was followed by new attacks in two patients. While one patient died from central hypoventilation, partial or complete recovery was achieved in the remainder following treatment with high-dose steroids and/or plasma exchange. Brainstem involvement was associated with a more aggressive general disease course (higher relapse rate, more myelitis attacks, more frequently supratentorial brain lesions, worse EDSS at last follow-up). Conclusions Brainstem involvement is present in around one third of MOG-IgG-positive patients with ON and/or myelitis. Clinical manifestations are diverse and may include symptoms typically seen in AQP4-IgG-positive neuromyelitis optica, such as INV and respiratory insufficiency, or in multiple sclerosis, such as INO. As MOG-IgG-positive brainstem encephalitis may take a serious or even fatal course, particular attention should be paid to signs or symptoms of additional brainstem involvement in patients presenting with MOG-IgG-positive ON and/or myelitis. KW - Myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) antibodies KW - MOG-IgG KW - Neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) KW - Brainstem encephalitis KW - Rhombencephalitis KW - Optic neuritis KW - Myelitis KW - Longitudinally extensive transverse myelitis (LETM) KW - Cerebellitis KW - Ataxia KW - Respiratory insufficiency KW - Intractable nausea and vomiting KW - Facial nerve palsy KW - Diplopia Internuclear ophthalmoplegia (INO) KW - Hearing loss KW - Aquaporin-4 antibodies (AQP4-Ig, NMO-IgG)G Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-165543 VL - 13 IS - 281 ER -