TY - THES A1 - Doll, Julia T1 - Identifizierung und Charakterisierung neuer, mit Hörstörungen assoziierter Gene und Varianten mittels Exom-Sequenzierung T1 - Identification and characterization of novel hearing loss associated genes and variants by Exome Sequencing N2 - Laut des aktuellen Reports der Weltgesundheitsorganisation sind ca. 466 Millionen Menschen weltweit von einer Hörstörung (HS) betroffen. Durch die enorme Heterogenität und die klinische Variabilität, die diese Erkrankung ausmacht, und viele bisher nicht mit HS assoziierte Gene, bleibt ein großer Teil der erblich bedingten HS in vielen Familien unaufgeklärt. Die Entwicklung moderner Techniken, wie die Next-Generation Sequenzierung (NGS) und der Fortschritt bei der Untersuchung von Modellorganismen trugen jedoch in den letzten Jahren immens dazu bei, neue Gene zu identifizieren, die innerhalb des auditorischen Signalwegs oder damit assoziierten Strukturen beteiligt sind. Die vorliegende Arbeit umfasst Ergebnisse dreier Veröffentlichungen, in denen iranische und pakistanische Familien und eine deutsche Familie mit erblich bedingter HS untersucht und neue, krankheitsverursachende Varianten identifiziert und funktionell charakterisiert wurden. Im ersten Abschnitt konnten zwei neue rezessive Varianten im CDC14A-Gen als krankheitsverursachend identifiziert werden, die zu einem potentiellen Funktionsverlust des kodierten Proteins in einer iranischen und einer pakistanischen Familie führen. Mit Hilfe einer funktionellen Charakterisierung auf RNA-Ebene (Spleiß-Assay und RT-qPCR) konnte der Funktionsverlust beider Varianten bestätigt werden. Der zweite Abschnitt umfasst eine deutsche Familie mit sieben von einer HS betroffenen Familienmitgliedern, in der eine heterozygote missense Variante in MYO3A identifiziert wurde. In der vorliegenden Arbeit konnte somit die erste autosomal dominante Variante in einer europäischen Familie mit einer bilingualen, sensorineuralen Hochtonschwerhörigkeit beschrieben werden und der dominante Charakter von MYO3A bestätigt werden. Im dritten Abschnitt konnten die krankheitsverursachenden Varianten in 13 Familien aus einer Kohorte mit 21 pakistanischen Familien mit einer syndromalen und nicht-syndromalen HS ausfindig gemacht werden. Hierbei wurden sowohl bekannte, als auch bisher nicht beschriebene Varianten detektiert. Die Aufklärungsrate innerhalb dieser Kohorte betrug 61,9% und es konnte somit das Spektrum syndromaler und nicht-syndromaler HS erweitert werden. Der letzte Abschnitt dieser Arbeit beschreibt eine iranische Familie mit einer milden HS und milden Intelligenzminderung, in der eine homozygote missense Variante im Kandidatengen DBN1 ausfindig gemacht wurde. Um die Funktion und die Auswirkungen eines potentiellen Verlusts des codierten Proteins Drebrin zu untersuchen, wurden immunhistochemische Färbungen und auditorische Messungen an Dbn1 Knockout (KO)-Mäusen durchgeführt. Hierbei konnte eine Expression innerhalb der Nervenfasern, die innere Haarzellen innervieren, nachgewiesen werden. Eine leicht verlängerte Latenz für die ABR-Welle IV in KO-Mäusen im Vergleich zum Wildtyp ergab den Hinweis auf einen Defekt innerhalb des zentralen auditorischen Signalwegs, der möglicherweise mit einer Sprachverarbeitungsstörung im Menschen korreliert. N2 - According to the latest World Health Organization report, approximately 466 million people are affected by hearing loss (HL) worldwide. Due to the enormous heterogeneity and clinical variability that comes with this disorder and the previously unassociated HL genes, a large proportion of hereditary HL remains unexplained in many families. However, the development of modern techniques such as next-generation sequencing (NGS) and constant progress in the study of model organisms contributed immensely to the identification of new genes involved within the auditory pathway or associated structures. This thesis includes results of three publications in which Iranian and Pakistani families and a German family with HL were studied and novel disease-causing variants were identified and characterized. In the first section, two novel recessive variants in the CDC14A gene were identified as disease-causing, leading to a loss-of-function of the encoded protein in an Iranian and a Pakistani family. Functional characterization on RNA level (splice assay and RT-qPCR) confirmed the loss of function of both variants. The second section includes a German family with seven family members affected by HL, in which a heterozygous missense variant in MYO3A was identified. Thus, the first autosomal dominant variant in a European family with a bilingual sensorineural high-frequency hearing loss could be described in the current work. In the third section, the disease-causing variants were established in 13 families from a cohort of 21 Pakistani families with syndromic and non-syndromic HL. Both known and previously undescribed variants were detected. The detection rate within this cohort was 61.9% and thus the spectrum of syndromic and non-syndromic HL could be expanded. The final section of this work describes an Iranian family with mild HL and mild intellectual disability in which a homozygous missense variant in the candidate gene DBN1 was detected. To investigate the function and effects of a potential loss of the encoded protein Drebrin, immunohistochemical staining and auditory measurements were performed in Dbn1 knockout mice. Here, expression within nerve fibers innervating inner hair cells was detected. A slightly prolonged latency for ABR wave IV in the auditory pathway in KO mice compared to wild type mice provided evidence for a defect within the central auditory pathway that might correlate with a speech processing disorder in humans. KW - Hörstörung KW - Exomsequenzierung KW - Konsanguinität KW - Hörstörungen Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-261097 ER - TY - THES A1 - Clad, Fabian T1 - Melodisch-prosodische Eigenschaften von Vokanten bei normalhörenden und hochgradig sensorineural hörgestörten Säuglingen im Alter von 3-6 Monaten T1 - Melodic-prosodic properties of vocants in normal hearing and highly sensorineurally impaired infants at the age of 3-6 months N2 - In der vorliegenden Arbeit wurden spontane Lautäußerungen (Komfortlaute) von normalhörenden Säuglingen und Säuglinge mit einer hochgradig sensorineuralen Hörstörung untersucht. Dabei handelte es sich um Teilnehmer und Teilnehmerinnen einer Kohortenstudie, die gemeinsam vom Comprehensive Hearing Center (CHC) und dem Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörung (ZVES) durchgeführt wurde. Ziel der Arbeit war es die einfachsten Vokalisationstypen aus dem Komfortlautrepertoire zu analysieren, um der Frage nachzugehen, ob es bereits bei rein phonatorisch erzeugten Vokalisationen Unterschiede zwischen den Säuglingen beider Gruppen geben könnte. In der Stichprobe von 8 sensorineural hörgestörten und 18 normalhörenden Säuglingen und insgesamt 1236 Vokanten fanden sich statistisch signifikante Unterschiede in der Melodiekontur. Die normalhörenden Säuglinge wiesen einen signifikant höheren Anteil an komplexen Melodiestrukturen im Vergleich zu den hochgradig hörgeschädigten Säuglingen auf. Keine inhaltlich bedeutsamen Unterschiede fanden sich in der Vokalisationslänge der Vokanten. Allerdings zeigte eine einfache rhythmische Analyse doppelbögiger Vokanten in beiden Gruppen, dass die fehlende auditorische Erfahrung in der hörgestörten Gruppe zu einer von dem Rhythmus der normalhörenden Säuglinge geäußerten Vokanten abwich. Insgesamt hat die vorliegende Untersuchung gezeigt, dass es bereits in einem sehr frühen Alter und bei sehr einfachen Lautäußerungen zu Unterschieden in Vokalisationseigenschaften kommt. N2 - In the present study, spontaneous vocalisations (comfort sounds) of infants with normal hearing and infants with a severe sensorineural hearing impairment were examined. The participants were part of a cohort study conducted jointly by the Comprehensive Hearing Centre (CHC) and the Centre for Pre-linguistic Development and Developmental Disorders (ZVES). The aim of the study was to analyse the simplest vocalisation types from the comfort sound repertoire in order to investigate the question of whether there could already be differences between the infants of the two groups in purely phonatory vocalisations. In the sample of 8 infants with sensorineural hearing impairment and 18 infants with normal hearing and a total of 1236 vocalisations, statistically significant differences were found in the melodic contour. The infants with normal hearing had a significantly higher proportion of complex melodic structures compared to the severely hearing-impaired infants. No significant differences were found in the vocalisation length. However, a simple rhythmic analysis of double-arched vocants in both groups showed that the lack of auditory experience in the hearing-impaired group led to a deviation in the rhythm of the vowels uttered by infants with normal hearing. Overall, the present study has shown that differences in vocalisation characteristics already occur at a very early age and with very simple sounds. KW - Sprachentwicklung KW - Vokant KW - Hörstörung KW - Prosodie KW - Melodiestruktur KW - Komfortlaut Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-345975 ER - TY - THES A1 - Rachor, Elena T1 - Vergleichende Untersuchung rhythmischer Eigenschaften von Komfortvokalisationen gesunder und hochgradig hörbeeinträchtigter Säuglinge im Alter von zwei bis fünf Monaten T1 - Comparative study of rhythmic characteristics of comfort sounds of normally hearing and profoundly hearing impaired infants aged two to five months N2 - Eine unerkannte oder unbehandelte Hörstörung im Säuglings- und Kindesalter kann weitreichende Konsequenzen mit negativer Auswirkung auf die Sprachentwicklung und das soziale Verhalten haben. Zusätzlich zu den bereits etablierten Diagnose- und Therapiemaßnahmen von Hörstörungen wird daran geforscht, zu entscheiden, ob die Untersuchung und Förderung der vorsprachlichen Vokalisationen bei hörgeschädigten Säuglingen als ergänzende Methode, insbesondere bei der individualisierten Betreuung, eingesetzt werden könnte. Aufgrund der noch mangelnden Kenntnisse über die Auswirkungen einer Hörschädigung auf die Sprachentwicklung von Säuglingen in den vorkanonischen Phasen, sollte in der vorliegenden Arbeit erstmalig die Frage beantwortet werden, ob Unterschiede in den rhythmischen Eigenschaften von Komfortvokalisationen zwischen Säuglingen mit einer hochgradigen Hörschädigung und gesunden Säuglingen bestehen. Die Arbeit ist als Teilprojekt einer übergeordneten Kohortenstudie aus einer Kooperation zwischen der HNO-Klinik der Universität Würzburg und dem ZVES (Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörungen) entstanden. Im Rahmen der Stufe 2 des Neugeborenenhörscreenings erfolgten Lautaufnahmen von Komfortvokalisationen. Die Kontrollgruppe der vorliegenden Arbeit besteht aus 16 hörgesunden Säuglingen und die Patientengruppe aus 8 hochgradig sensorineural hörgeschädigten Säuglingen (Schallempfindungsstörung nach WHO-Grad 3) im Alter zwischen 65 und 145 Tagen. Zur temporalen Analyse wurden die Vokalisations- und Pausenlänge, zur rhythmischen Analyse die Inter-Onset-Intervalle und der normierte paarweise Variabilitätsindex (nPVI) berechnet. Es konnten zahlreiche signifikante Unterschiede zwischen der Kontroll- und Patientengruppe gefunden werden: Bis zu einem Alter von 121 Tagen sind die Komfortvokalisationen der hörgesunden Säuglinge länger als die der Hörgeschädigten. Die Zwischenpausenlängen bzw. Inter-Onset-Intervalle der Kontrollgruppe übertreffen bis zu einem Zeitpunkt von 98 bzw. 103 Tagen die der Patientengruppe, während sich dieses Verhältnis ab einem Alter von 99 bzw. 104 Tagen umkehrt. Der mittlere nPVI der Kontrollgruppe ist kleiner als der nPVI der Patientgruppe. Aufgrund der hier angeführten Ergebnisse ist zu vermuten, dass die Sprachentwicklung bereits in den Phasen vor dem Auftreten des kanonischen Babbelns auf ein funktionierendes Hörsystem angewiesen ist. Die hörgesunden Säuglinge entwickeln bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt die Fähigkeit zur zeitlichen Feinabstimmung von Vokalisationen und Pausen auf den Sprechrhythmus einer Bezugsperson. Es wird postuliert, dass eine fehlende auditive Rückkopplung zu einer Entwicklungsverzögerung führt, die bereits im Alter von 2 bis 5 Monaten bei der Auswertung temporaler und rhythmischer Parameter messbar ist. N2 - An undiagnosed or untreated hearing disorder in infancy and childhood can have far-reaching consequences with negative impact on language development and social behavior. In addition to the already established diagnostic and therapeutic measures of hearing disorders, research is being conducted to determine whether the examination of pre-linguistic vocalizations in hearing-impaired infants could be used as a complementary method, especially in individualized care. Due to the still lacking knowledge about the effects of hearing impairment on infants' language development in the pre-canonical stages, the present work aimed to answer for the first time the question whether differences in the rhythmic characteristics of comfort sounds exist between infants with profound hearing impairment and normally hearing infants. The work has emerged as a subproject of a cohort study from a cooperation between ENT of the University Hospital of Würzburg and the ZVES (Center for Pre-Language Development and Developmental Disorders). Within the framework of stage 2 of the newborn hearing screening, phonetic recordings of comfort sounds were made. The control group of the present work consisted of 16 normally hearing infants and the patient group of 8 hearing impaired infants (sensorineural hearing impairment according to WHO grade 3) aged between 65 and 145 days. For temporal analysis, vocalization and pause length were calculated, and for rhythmic analysis, inter-onset intervals and normalized pairwise variability index (nPVI) were calculated. Numerous significant differences were found between the control and patient groups: Up to 121 days of age, the comfort vocalizations of the hearing-healthy infants are longer than those of the hearing-impaired infants. The interpause lengths [interonset intervals] of the control group exceed those of the patient group up to a time point of 98 [103] days, whereas this relationship is reversed from an age of 99 [104] days. The mean nPVI of the control group is smaller than the mean nPVI of the patient group. Based on the results cited here, it can be assumed that language development already depends on a functioning auditory system in the phases before the onset of canonical babbling. Normally hearing infants develop the ability to fine-tune the timing of vocalizations and pauses to the speech rhythm of a caregiver at a very early stage. It is postulated that a lack of auditory feedback leads to a speech developmental delay that is measurable within temporal and rhythmic parameters as early as 2 to 5 months of age. KW - Sprachentwicklung KW - Hörstörung KW - Komfortvokalisationen Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-298417 ER - TY - THES A1 - Schneider, Eberhard T1 - Identifizierung und Charakterisierung von Genen für sensorineurale Hörstörungen T1 - Identification and characterization of genes responsible for sensorineural deafness N2 - Ungefähr 1 -3 Lebendgeborene von 1000 sind von einer Hörstörung betroffen, wovon etwa 60% der Fälle genetisch bedingt sind und in der Mehrzahl einem autosomal rezessiven Erbgang unterliegen. Die Ursachen dieser, zumeist das Innenohr betreffenden, Schallempfindungsstörungen sind äußerst heterogen. Rund 50 Gene konnten bisher mit angeborener, nicht-syndromaler Schallempfindungsschwerhörigkeit in kausalen Zusammenhang gebracht werden, mit GJB2 als dem bislang bedeutendsten, das für bis zu 50% aller Fälle verantwortlich ist. Die Identifizierung weiterer Hörstörungsgene und deren Charakterisierung war Gegenstand dieser Arbeit. Dafür wurden Positionsklonierungsverfahren einerseits und Patienten-screenings andererseits, angewandt. Wir fanden eine homozygote, reziproke Translokation 46,XY,t(10;11),t(10;11) bei einem Patienten mit kongenitaler Schallempfindungsschwerhörigkeit. Beide Eltern und vier weitere Geschwister waren heterozygote Träger der Translokation. Nach der Einengung der Bruchpunktregionen durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) von spezifischen BAC-Klonen, konnte der exakte Bruchpunkt mittels Vektor-Ligation der Fusionsfragmente und anschließender Sequenzierung bestimmt werden. PDZD7 ist ein PDZ-Domänen-kodierendes Gen auf Chromosom 10, das durch die Translokation beim Patienten zerrissen ist. PDZD7 ist ein Paralog zu den PDZDomänen enthaltenden Genen Harmonin und Whirlin. Mutationen in beiden Genen können kongenitale nicht-syndromale Taubheit und das Usher-Syndrom verursachen, eine Erkrankung mit Taub- und Blindheit. Funktionelle Protein-Protein Interaktionsstudien und Genexpressionsmessungen konnten zeigen, dass PDZD7 mit den beiden Usher-Proteinen interagiert und im menschlichen Innenohr exprimiert wird. Diese Daten unterstützen eine starke Evidenz für PDZD7 als syndromales und nicht-syndromales Hörstörungsgen. Weiterhin wurden durch Screenings eines Hörstörungspatientenkollektives (n=534) genetische und epigentische, möglicherweise pathogene Mechanismen charakterisiert. Diese Screenings wurden für PDZD7, CX30, CX30.3, CX43 (Exomsequenzierung); OTOF, KCNE1 (SNP-Typisierung); del(chr13:19,837,344- 19,968,698) (Deletionsscreening) und GJB2 (Promotermethylierung) durchgeführt. N2 - Congenital deafness occurs with a frequency of 1 -3 in 1000 live births. Genetic defects cause nearly 60% of all cases with 70% of them being autosomal recessive disorders. There are heterogenous reasons for genetic hearing loss which affect mostly structures of the inner ear. To date some 50 genes could have been linked to sensorineural non-syndromic deafness. Among them GJB2 is the most prominent and important gene and it accounts for up to 50% of all cases. Positional cloning and screening of patients had been applied for the identification and characterization of additional deafness genes which was an issue of this work. A homozygous reciprocal translocation 46,XY,t(10;11),t(10;11) was detected in a patient with congenital non-syndromic sensorineural deafness. Both parents and their four other children were heterozygous translocation carriers. Fluorescence in situ Hybridisation (FISH) of region-specific clones to patient chromosomes was used to narrow down the breakpoint regions. Vector ligation of junction fragments were cloned and subsequently sequenced to localize the exact breakpoint. PDZD7, a PDZ domain coding gene on chromosome 10, was disrupted by the chromosomal break. PDZD7 is a paralog of PDZ domain containing genes harmonin and whirlin. Mutations in both genes can cause congenital non-syndromic deafness and/or Usher syndrome. Functional protein-protein interaction assays and gene expression experiments revealed that PDZD7 is integrated in the Usher network and is expressed in the human inner ear, respectively. These data support strongly that PDZD7 is a further autosomal recessive deafness- and Usher syndrome-gene. Further on we screened a panel of genes in deafness patients (n=534) to characterize potentially pathogenic genetic and epigenetic mechanisms. The analysed genes had been PDZD7, CX30, CX30.3, CX43 (exome-sequencing); OTOF, KCNE1 (SNP-genotyping); del(chr13:19,837,344-19,968,698) (deletionscreening) and GJB2 (promotermethylation). KW - Hörstörung KW - Lautwahrnehmung KW - Erbkrankheit KW - congenital KW - deafness KW - sensorineural KW - genetic Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51231 ER -