TGC-Repeats im Intron 2 des TCF4-Gens haben eine große Vorhersagekraft bezüglich Fuchs-Hornhautendotheldystrophie

Zusammenfassung

Hintergrund: Als molekulargenetische Ursache der Fuchs-Hornhautendotheldystrophie (FECD), eine der häufigsten Indikationen für eine Keratoplastik, wurde sowohl eine TGC-Trinukleotid-Repeat-Expansion im Intron 2 des TCF4-Gens als auch das Allel G des Polymorphismus rs613872 im Intron 3 desselben Gens in verschiedenen Arbeiten beschrieben. Unser Ziel war es, die molekulargenetische Ursache in der deutschen Bevölkerung zu untersuchen und das Odds Ratio als Indikator für die Chance zu erkranken zu berechnen. Material und Methoden: Wir untersuchten 42 nicht verwandte Patienten mit FECD, 93 nicht verwandte Kontrollprobanden und 17 Mitglieder einer Familie mit 4 betroffenen Patienten auf beide beschriebene Veränderungen im TCF4-Gen. Die TGC-Repeats wurden mit spezifischer PCR amplifiziert, die gewonnenen Produkte elektrophoretisch aufgetrennt und mit einer Triplet-primed PCR untersucht. Die Untersuchung des Polymorphismus rs613872 erfolgte durch Sanger-Sequenzierung. Alle codierenden Exons der benachbarten Gene TCF4 und LOXHD1 wurden bei 6 Patienten nach Sanger sequenziert, um eventuelle Mutationen in diesen Genen als Krankheitsursache auszuschließen. Ergebnisse: Von den 42 untersuchten nicht verwandten Patienten hatten 33 (79 %) eine TGC-Repeat-Expansion (> 50 TGC-Repeats) im Intron 2 des TCF4-Gens. Bei 93 Kontrollprobanden waren dies nur 10 (10,8 %). Für den Polymorphismus rs613872 im Intron 3 des TCF4-Gens zeigten sich 33 der 42 nicht verwandten Patienten (78,6 %) heterozygot TG und 4 homozygot GG (9,5 %). Von der Kontrollgruppe zeigten sich 65 der untersuchten 93 Probanden homozygot TT (69,9 %) und nur 21 heterozygot TG (22,6 %). Bei der Sequenzierung der codierenden Exons von TCF4 und LOXHD1 konnte keine mit der Erkrankung beschriebene Variante gezeigt werden. Das Odds Ratio als Maßzahl, von der Erkrankung betroffen zu sein, ist in unseren Daten bei expandiertem TGC-Repeat-Allel 30. Die Chance, von der FECD betroffen zu sein, ist so 30-fach erhöht. Für Träger des Risikoallels G besteht eine 16,5-fach erhöhte Chance. Diskussion: Auch bei Patienten aus unserem geografischen Gebiet stellt ein expandiertes Allel mit mehr als 50 TGC-Repeats im Intron 2 und das beschriebene Risikoallel G des Polymorphismus rs613872 im Intron 3 des TCF4-Gens eine Assoziation mit einer bis zu 30-fach höheren Chance dar, an der FECD zu erkranken. Durch die Molekulargenetik können somit auch Spender mit noch nicht klinisch erfasster FECD detektiert werden.

Abstract

Background: Fuchs endothelial corneal dystrophy (FECD) is one of the most common indications for corneal transplants. FECD is associated with various genes, e.g., COL8A2 or SLC4A11. Among other things a TGC trinucleotide repeat expansion in intron 2 of the TCF4 gene has been characterised in FECD patients and the allele G of the polymorphism rs613872 in intron 3 of the same gene has been associated with this disease. Our intention was to investigate sources in molecular genetics in the German population and to calculate the odds ratio as indicator for the chance to suffer from FECD. Patients and Method: 42 unrelated FECD patients, 93 unrelated controls and 17 members of a family with four FECD affected patients have been examined for the described changes in the TCF4 gene. After amplification of the TGC repeats with specific PCR the obtained products were electrophoretically divided according to their length and investigated with a triplet-primed PCR. Polymorphism rs613872 was analysed by Sanger sequencing. All coding exons of the adjacent genes TCF4 and LOXHD1 were sequenced in six patients in order to exclude potential disease associated mutations. Results: 33 out of 42 unrelated analysed patients (79 %) had a TGC repeat expansion (> 50 TGC repeats) in intron 2 of the TCF4 gene. Out of 93 controls only 10 (10.8 %) showed an expanded allele. In the family the four diseased and four healthy subjects of the 17 examined family members had an expanded allele. Analysis of the polymorphism rs613872 in intron 3 of the TCF4 gene exhibited 33 of 42 unrelated patients (78.6 %) heterozygous TG and four homozygous GG (9.5 %). 65 of 93 controls were homozygous TT (69.9 %) and only 21 heterozygous TG (22.6 %). Of the 17 family members nine had the genotype TG, including the four FECD patients. Sequencing of the coding exons of TCF4 and LOXHD1 in six patients showed no variant described with FECD. The odds ratio as indicator for being affected by FECD in our data for the expanded TGC allele is 30. The chance of being affected is thus 30 times higher when someone exhibits the expanded allele. For a carrier of the risk allele G the chance is 16.5 times higher. Discussion: An expanded TGC allele with more than 50 TGC repeats in intron 2 and the described risk allele G of the polymorphism rs613872 in intron 3 of the TCF4 gene appear as an association to FECD. The chance to be affected by FECD is up to 30 times higher. With molecular genetics also donors with clinically unknown FECD may be detected.

Schlüsselwörter

TCF4-Gen - LOXHD1-Gen - Fuchs-Hornhautendotheldystrophie - Repeat-Expansion - TP-PCR

Key words

TCF4 gene - LOXHD1 gene - Fuchs endothelial corneal dystrophy - repeat expansion - TP-PCR

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