Spinale Muskelatrophie (SMA) Flashcards

1
Q

Allgemeines

A
  • genetisch bedingt
  • neuromuskuläre Erkrankung
  • fortschreitender Verlust motorischer NZ im RM
  • Atrophie und motorische Funktionsunfähigkeit
  • Teil d häufigsten/schwersten gen. Erkrankungen
  • Inzidenz 1/10000, eher 1/7500
  • ca. 1/50 Heterozygotenfrequenz
  • ca. 1600 Erkrankte in DE
  • häufigste Erkrankungen mit Todesfolge im Säuglingsalter/frühen Embryonalstadium
  • klinische Diagnose im frühen Kindesalter
  • seit Oct 2021 Teil des Neugeborenenscreenings
  • nur bei Menschen
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2
Q

Genetik

A
  • selten, monogen, aut. rez.
  • Mutation im SMN1-Gen Chr 5q13
  • SMN-Gen kodiert für Protein “Survival of Motor Neuron” (SMN)
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3
Q

SNM1

A
  • Verlust/Veränderung des Gens -> Mangel an SMN-Protein
  • kodiert vollst. Transkripte und funktionelle Proteine
  • näher am Telomer
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4
Q

SMN2

A
  • paralog zu SMN1: Funktion ähnlich, Sequenzdifferenz in Exon 7 (840 C<T) -> häufiges Überspringen im mRNA-Spleißprozess
  • näher am Centromer
  • kodiert v.a. Transkripte mit deletiertem Exon 7
    -> instabiles SMN (90%) -> schneller Abbau
  • Sequenzdifferenz führt zur Abnahme der Aktivität von Exon Splicing Enhancer
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5
Q

Einfluss der SMN2-Genkopien

A
  • bei Ausfall von SMN1: SMN-Protein nur durch SMN2-Gen
  • inverse Korrelation zwischen SMN2-Genkopien und Krankheitsschwere -> je mehr SMN2-Kopien, desto milder die SMA-Form (CAVE: keine absolute Korrelation)
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6
Q

Mutationen

A
  • normal: 2 SMN1-Kopien & 2+ SMN2-Kopien
  • ca. 96% der Patienten: homozygote SMN1-del oder Genkonversion zu SMN2
  • 2%: Duplikation von SMN2 und SMN1-del -> Kopienfehlverteilung
  • 2-5%: heterozygote del und Punktmutation auf zweitem Allel
  • 33%: de novo
  • 2%: Neumutationen auf einem SMN1-Gen (meist paternal)
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7
Q

SMN-Protein

A
  • 294 AS, 38 kDa
  • ubiquitäre Expression, Beteiligung am Splicing als Teil eines snRNA-Proteinkomplexes
  • nur Menschen haben 2 Kopien
  • Zellkern: Bildung eines Komplexes mit Core SMN-interagierenden Proteinen (Gemin2-7)
  • Zusammenstellung von UsnRNP -> wichtig für Spleißen von prä-mRNA
  • Prozess zur Hypermethylierung der Methyl-G-Cap von UsnRNAs -> bildet m^3Guanin-Cap-Struktur
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8
Q

SMN-Protein - Vorkommen und Funktionen

A
  • Expression in allen Zellen; hohe Level in ZNS, Muskeln, Pankreas, Bronchien, KM, Harnblase
  • Stoffwechsel von Mikro-RNAs, Translation, Transkription, Zellsurvival und Ubiquitin-Heimostase
  • Bildung von Stressgranula und DNA-Schadensantwort
  • Biogenese von nuklearen Ribonukleoproteinen (snRNPs) und Spleißen
  • Energiestoffwechsel, mitochondriale Funktion, Dynamik des Zytoskeletts, Endozytose
  • Calciumhomöostase und Clustering spannungsabhängiger Calciumkanäle
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9
Q

SMN- Protein - Mangel und Symptomatik

A
  • Neuromuskuläre Funktionsstörungen
  • Funktionsverluste unabhängig vom Schweregrad: Muskelschwund, Lähmungserscheinungen, Verdauungsprobleme, Herz-/Kreislaufprobleme, Atembeschwerden, Schluckstörungen, geringe Knochendichte, Skoliose
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10
Q

Einteilung - allgemein

A
  • Krankheitsbeginn
  • motorische Funktion
  • Lebenserwartung
  • SMN2-Genkopien
  • historisch: Typen I-III, später + 0 und IV
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11
Q

Typ 0

A
  • schwere Form
  • Beginn pränatal
  • Lebenserwartung < 6 m
  • eine SMN2-Genkopie
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12
Q

Typ IV

A
  • milde Form
  • Manifestation im Erwachsenenalter
  • normale Entwicklung
  • > 4 SMN2-Genkopien
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13
Q

Typ I = Werdnig-Hoffmann

A
  • Beginn < 6. LM mti Bewegungsunfähigkeit, Atem- und Schluckproblemen
  • häufige Todesursache: respiratorische Insuffizienz vor 2. LJ
  • i.d.R. 2 SMN2-Kopien
  • klinisch häufigste Form (60%)
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14
Q

Typ II = intermediäre Form

A
  • Beginn zwischen 7-18 LM
  • Meilensteine des selbstständigen Sitzens, oft Unterstützung nötig
  • Stehen oder Laufen nicht möglich
  • verkürzte Lebenserwartung
  • i.d.R. 3 SMN2-Kopien (Korrelation nicht absolut)
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15
Q

Typ III = Kugelberg-Welander-Syndrom

A
  • Beginn 18. LM bis frühes Erwachsenenalter
  • zeitweise gehfähig, oft Verlust im Verlauf
  • stärkere Muskelschwäche in den Beinen im Vgl. zu Armen (typisches Paresemuster)
  • normale Lebenserwartung
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16
Q

phänotypische Einteilung

A
  • klassische SMA-Klassifikation: begrente Vorherssagekraft, vernachlässigt dynamische Veränderungen, neue Therapiemöglichkeiten und Neugeborenenscreening
  • neuere Klassifikation: SMA als Kontinuum -> Unterteilung in Nicht-Sitzer, Sitzer und Geher
17
Q

Nicht-Sitzer

A
  • typisch für Typ I Säuglinge
  • Muskelschwund
  • Hypotonie
  • Fütterungs- und Atemprobleme
  • meist keine weiteren Meilensteine
  • LEW stark reduziert
18
Q

Sitzer

A
  • typisch für Typ II und nicht gehfähige, aber sitzende Typ III
  • Muskelkontrakturen
  • Skoliose
  • Atemprobleme
  • bessere LEW als Nicht-Sitzer
19
Q

Geher

A
  • typisch für Typ III oder IV
  • stabiler Krankheitsverlauf
  • keine signifikante Krankheitsprogression bei ambulanten Patienten
20
Q

Diagnoseverfahren

A
  • Verdacht bei klinischen Auffälligkeiten: Muskelschwäche in Beinen oder glockenförmiger Thorax bei Säuglingen
  • Sicherheit über Diagnose: molekulargenetische Tests über Blutproben
  • qualitative Methode: homozygote SMN1-del mit Real-Time qPCR
  • quantitative Methode: Bestimmung der Anzahl an SMN1 und 2-Genen mit MLPA
21
Q

Neugeborenen-Screening

A
  • seit. 1. Oct. 2021enthalten
  • Fersenblut ca. 36-72h nach Geburt -> auf Filterpapier getropft
  • Untersuchung genetischer Erkrankungen: PKU, Galaktosämie, SCID, SMA,…
  • hohe Genauigkeit: richtige Diagnose in 92%, keine flasch negativen Ergebnisse, geringe Rate falsch positiver Ergebnisse
  • Bestimmung der SMN2-Kopienzahl wichtig für Therapiewahl
  • durchschnittliche Wartezeit: 13. Lebenstag
  • früher Behandlungsbeginn entscheidend für Verlauf
22
Q

Vererbung

A
  • Erbgang: monogen autosomal-rezessiv.
  • Anlagenträger: Ein gesundes SMN1-Gen und ein fehlerhaftes SMN1-Gen.
  • Nicht betroffen: Zwei gesunde SMN1-Gene.
  • SMA-Pa ent: Zwei fehlerha e SMN1-Gene.
23
Q

Anzahl an SMN-Genen

A
  • Trägerschaft durch Kopienzahl des SMN1-Gens bestimmt
  • SMN2-Gen nur für Schwere der Symptomatik entscheidend
  • Überträger:
    • Mindestens ein SMN1-Gen auf einem Chromosom mutiert oder deletiert.
    • Maximal ein SMN1-Gen auf beiden Chromosomen vorhanden
24
Q

Therapie

A
  • symptomatisch: Atemunterstützung, Physiotherapie, Orthopädietechnik, Rollstuhl…
  • Medikamente:
    • Gentherapie: Einbringen eines fehlerfreien SMN1-Gens in Zelle
    • Splicing Modifikation: Verbesserung der Übersetzung von SMN2-Gen in SMN-Protein
      Ziel: Progression verlangsamen, Beschwerden mildern/Verbessern der Lebensqualität
25
Q

Spinraza - Allgemeines

A
  • Wirkstoff: Nusinersen (Mai 2017)
  • nur bei Erwachsenen
  • Kosten: 1. Jahr 750.000€, danach 375.000€
  • regelmäßige intrathekale Injektion (Lumbalpunktion)
  • Wirkung: verbesserte motorische Eigenschaften
  • NW: Kopfschmerzen, Rückenschmerzen, Erbrechen (Applikation)
  • Ziel: schnellstmöglicher Therapiebeginn
26
Q

Spinraza - Mechanismus

A
  • Antisense-Oligonukleotid-Therapie
  • Splicing Modifikation von SMN2 führt zur Inklusion von Exon 7
  • Nusinersen bindet an Splicing-Silencer und verdrängt hnRNP
  • Produktion von funktionsfähigem und vollständigem SMN-Protein
27
Q

Evrysdi - Allgemeines

A
  • Wirkstoff: Risdisplam (März 2021)
  • Einsatz ab > 2y
  • Kosten: 100.000-340.000€/y
  • orale Einnahme: systemisch
  • Wirkung: verbessert motorische Eigenschaften
  • NW: Pyrexie, Ausschlag, Diarrhö, …
28
Q

Evrysdi - Mechanismus

A

Splicing Modifikation von SMN2 -> Inklusion von Exon 7 -> Produktion von vollst. und funktionsfähigkem SMN-Protein

29
Q

Zolgensma - Allgemeines

A
  • Genersatztherapeutikum (Juli 2020)
  • ausschließlich bei < 2 y
  • Kosten: 1.200.000€
  • einmalige intravenöse Gabe: systemisch
  • Wirkung: verbessert motorische Entwicklung, bremst Muskelschwund, verlängert Lebenszeit
  • NW: erhöhte Leberenzymwerte, Leberschädigungen, Erbrechen
30
Q

Zolgensma - Mechanismus

A
  • Einschleusung gesunder Kopie des SMN1-Gens durch AAV9
  • Verpacken kleiner SMN1-cDNA in nicht replizierendes AAV -> Transduktion on motorische Neurone des RM, Muskeln und Gewebe -> Wiederherstellung des SMN1-Spiegels
31
Q

Ausblick

A
  • SRK-015: hochselektiver monoklonaler AK
    • latente Hemmung von Myostatin
    • Verbesserung des Wachstums und der Differenzierung von Muskeln
  • Reldesemtiv: Skelettmuskel-Troponin-Aktivator: Sensibilisierung des Sarkomers für Calcium: Steigerung der Ausdauer und Atemmuskelkraft