Vanessa Christine Hochheimer

• Fabry Disease (FD) is a genetic lysosomal storage disorder based on mutations in the gene encoding α-Galactosidase A (α-GalA) leading to accumulation of globotriaosylceramide (Gb3). Missense mutations induce an amino acid exchange (AAE) in the α-GalA. Pain is a predominant symptom in FD and the pathophysiology is unclear. Skin punch biopsies were obtained from 40 adult FD patients and ten healthy controls and dermal fibroblast cultures were generated for cell culture experiments to investigate Gb3 load, gene and protein expression patterns andFabry Disease (FD) is a genetic lysosomal storage disorder based on mutations in the gene encoding α-Galactosidase A (α-GalA) leading to accumulation of globotriaosylceramide (Gb3). Missense mutations induce an amino acid exchange (AAE) in the α-GalA. Pain is a predominant symptom in FD and the pathophysiology is unclear. Skin punch biopsies were obtained from 40 adult FD patients and ten healthy controls and dermal fibroblast cultures were generated for cell culture experiments to investigate Gb3 load, gene and protein expression patterns and ion channel activity. The 3D-structure of α-GalA was downloaded into Pymol Graphics System and the AAE was depicted and located in order to investigate the correlation between the AAE location type in the α-GalA and the clinical FD phenotype. FD dermal fibroblasts showed high Gb3 load depending on treatment interval and expressed Kca1.1 channels. Activity was reduced in FD cells at baseline, but increased over-proportionately upon Gb3-cleavage by enzyme replacement therapy. Gene and protein expression of Kca1.1 was increased in FD cells. FD dermal fibroblasts showed higher gene expression of Notch1 and several cytokines. Further, it was shown that three different AAE location types can be differentiated: mutations in the active site (‘active site’), those buried in the core of α-GalA (‘buried’) and those at another location, mostly on the protein surface (‘other’). FD patients carrying active site or buried mutations showed a severe clinical phenotype with multi-organ manifestation and early disease onset. Patients with other mutations were less severely affected with oligo-organ manifestation sparing the nervous system and later disease onset. These results show that dermal fibroblasts may be involved in FD-associated pain and that stratification of FD patients carrying missense mutations by AAE location type may be an advantageous parameter that can help in the management of FD patients.…
• M. Fabry ist eine genetisch bedingte lysosomale Speichererkrankung aufgrund von Mutationen im Gen der α-Galaktosidase A (α-GalA) mit Ablagerung von Globotriaosylceramid (Gb3). Missense-Mutationen führen zum Austausch einer Aminosäure (ASA) in der α-GalA. Schmerz ist ein häufiges Symptom, dessen Pathophysiologie unklar ist. Bei 40 Patient*innen mit M. Fabry sowie zehn Kontrollprobanden wurde eine Hautstanzbiopsie durchgeführt und zur Kultivierung von dermalen Fibroblasten verwendet, um den Gb3-Gehalt, Gen- und Proteinexpressionsmuster undM. Fabry ist eine genetisch bedingte lysosomale Speichererkrankung aufgrund von Mutationen im Gen der α-Galaktosidase A (α-GalA) mit Ablagerung von Globotriaosylceramid (Gb3). Missense-Mutationen führen zum Austausch einer Aminosäure (ASA) in der α-GalA. Schmerz ist ein häufiges Symptom, dessen Pathophysiologie unklar ist. Bei 40 Patient*innen mit M. Fabry sowie zehn Kontrollprobanden wurde eine Hautstanzbiopsie durchgeführt und zur Kultivierung von dermalen Fibroblasten verwendet, um den Gb3-Gehalt, Gen- und Proteinexpressionsmuster und Ionenkanalaktivität zu untersuchen. Zudem wurde die 3D-Struktur der α-GalA in Pymol Graphics System geladen und der Ort des ASA dargestellt, um den Zusammenhang zwischen dem ASA in der α-GalA und dem klinischen Phänotypen zu untersuchen. Es zeigte sich, dass Fabry-Fibroblasten erhöhte Gb3-Ablagerungen beinhalten, abhängig von der Zeit zwischen Enzymersatztherapie (ERT) und Biospieentnahme, sowie Kca1.1 Kanäle, deren Funktion in Patientenzellen unter Normalbedingungen reduziert war, der jedoch eine überproportionale Aktivitätszunahme nach Gb3-Abbau mittels ERT zeigte. Die Gen- und Proteinexpression des Kanals war in Fabry-Zellen erhöht. Fabry-Zellen wiesen eine erhöhte Genexpression von Notch1 sowie mehrerer Zytokine auf. Zudem zeigte sich, dass es drei verschiedene ASA Gruppen gab: Mutationen im aktiven Zentrum („active site“), in der Tiefe des Enzyms („buried“) und an anderen Orten, meist an der Oberfläche („other“). Patient*innen mit active site- oder buried-Mutationen zeigten einen schweren Phänotypen mit Multi-Organbeteiligung und frühem Krankheitsbeginn. Patient*innen mit other-Mutationen zeigten eine Beteiligung von wenigen Organen ohne Nervensystem und späteren Krankheitsbeginn. Es zeigt sich, dass dermale Fibroblasten zu Schmerz bei M. Fabry beitragen können und die Einteilung von Patient*innen mit M. Fabry-Missense Mutationen anhand des Ortes des ASA ein lohnender Parameter bei der Betreuung der Patient*innen sein kann.…