Funktionelle Charakterisierung von Connexin 26-Mutationen bei Patienten mit autosomal-rezessiver Schwerhörigkeit

Abstract

Ziele dieser Arbeit waren es mutante Connexin 26 Proteine funktionell in vitro zu charakterisieren. Connexin 26-Mutationen können zu einer Proteindysfunktion führen und somit den Phänotyp von Patienten erklären. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die Mechanismen zu identifizieren, die zu einer Proteindysfunktion führen. Es standen Patientenkollektive mit nicht-syndromaler, sensorineuraler Schwerhörigkeit aus Ungarn und Deutschland zur Verfügung, aus deren DNA unterschiedliche Mutationskonstrukte in Expressionsverktoren kloniert wurden und von diesen in vitro cRNA hergestellt wurde. Die cRNA wurde dann in Xenopus laevis Oozyten injiziert und die Funktionalität sowie Expression der mutanten Gap junction Proteine mittels Voltage Clamp und quantitative Immunoassays gemessen. Die Arbeit soll zu einem besseren Verständnis molekulargenetischer Grundlagen beitragen und auch das diagnostische Spektrum für betroffene Patienten erweitern. Neue Erkenntnisse können Anwendung in der genetischen Beratung finden und zu einer frühzeitigen Therapie beitragen. Eine möglichst frühzeitige Diagnose der Hörstörung ermöglicht dem Patienten und dem behandelnden Arzt eine rasche Einleitung einer individuell angepassten Therapie und damit die Chance auf eine komplikationsarme, soziökonomische Entwicklung in der Gesellschaft.

Mutations in GJB2, which encodes the gap junction protein connexin 26 (Cx26), are one of the major causes for inherited and sporadic nonsyndromic hearing impairment. This study aimed to functionally characterize more frequent GJB2 mutations identified in patients showing nonsyndromic hearing impairment. Following injection of wild type and mutated cRNA in Xenopus oocytes, Cx26 hemichannel activity was measured by depolarization activated conductance in noncoupled oocytes. All mutants showed a partially or completely defective phenotype, except (V27I)Cx26, a polymorphism tested as positive control. Coexpression of wild type and mutant Cx26 injected at equimolar levels revealed that p.M34T, p.V37I and p.I82M, but not p.G59V, p.L90P, p.R127H and p.R143W exert a dominant inhibitory effect. When coexpressed with Cx30, a connexin partially colocalized with Cx26 in the cochlea, all mutants had a dominant behavior. This study provides data that might be important for the improvement of genetic diagnosis and counseling for patients with hearing impairment.