Worum handelt es sich bei der Duchenne-Muskeldystrophie? Von einer Naturwissenschaftlerin erklärt.

Duchenne-Muskeldystrophie, kurz DMD, ist eine genetische Krankheit, die fast ausschließlich Jungen betrifft. DMD tritt weltweit bei 1 von etwa 3500 männlichen Neugeborenen auf und ist eine der schwerwiegendsten genetischen Erkrankungen bei Kindern.

DMD ist eine X-chromosomal-rezessive Krankheit, das heißt, sie kann nur von der Mutter oder durch spontane Mutationen vererbt werden. Um dies etwas näher zu erklären, rezessiv bedeutet, dass beide Kopien eines Gens mutiert sein müssen, damit eine Krankheit entsteht. Bei X-chromosomal gebundenen Krankheiten haben Jungen jedoch nur eine Kopie des X-Chromosoms. Das andere Geschlechtschromosom ist ein Y-Chromosom, das vom Vater vererbt wird. Daher reicht eine Mutation im X-Chromosom aus, um die Krankheit zu entwickeln. Mädchen sind nur selten betroffen. Etwa 1 von 50.000.000 Mädchen wird mit DMD geboren. Das liegt daran, dass Mädchen ein Wildtyp-Gen von ihrem Vater erben. Selbst wenn also die Mutter Trägerin der Krankheit ist und das mutierte Gen an ihre Tochter weitergibt, wird auch die Tochter nur Trägerin sein.

DMD ist auch eine monogene Krankheit, was bedeutet, dass nur ein Gen betroffen und für alle Symptome verantwortlich ist. Es ist eine schwere Form der Muskeldystrophie, die zu Muskelschwäche und -abbau führt.

Die Symptome der DMD beginnen in der Regel im Alter von 2-3 Jahren, manchmal auch später, und umfassen Verzögerungen in der Motorik, Schwierigkeiten beim Aufstehen, häufige Stürze und Zehengang. Diagnostiziert wird die Krankheit in der Regel über Bluttests zur Bestimmung des Serum-Kreatinkinase-Spiegels, durch genetische Untersuchungen oder einer Muskelbiopsie. Einmal begonnen, schreitet die Krankheit ziemlich schnell voran, sodass die meisten Kinder im Alter von 12 Jahren an einen Rollstuhl gebunden sind. Zu Beginn ist die Muskelschwäche am stärksten im Unterkörper ausgeprägt, dehnt sich aber schließlich auf den Oberkörper aus.

Weitere Symptome sind kardiale, respiratorische, intellektuelle und orthopädische Symptome. Zu den kardialen Symptomen gehören Kardiomyopathie und Herzrhythmusstörungen. Infolgedessen können sich die Patienten müde, kurzatmig oder schwindlig fühlen, was auch zu Ohnmacht führen kann.

Während nicht alle Patienten unter kardialen Symptomen leiden, ist eine chronische respiratorische Insuffizienz bei Patienten mit DMD unvermeidlich. Dies ist auf eine restriktive Lungenerkrankung zurückzuführen, d. h. auf die Unfähigkeit, den Brustkorb ausreichend zu erweitern, um genügend Sauerstoff zu inhalieren.

Etwa 30 % der Jungen mit DMD zeigen eine verminderte Intelligenz auf und auch eine Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist bei den Patienten häufig.

Zu den orthopädischen Symptomen gehören zum einen die Skoliose, eine seitliche Krümmung der Wirbelsäule, die zu einer Beeinträchtigung der Atmungsfähigkeit führt, und zum anderen die Osteoporose, ein Verlust der Knochendichte, der oft zu häufigen Knochenbrüchen führt.

Was genau passiert also bei Jungen mit DMD? Schauen wir uns zunächst einige biologische Hintergründe an, um die Krankheit besser zu verstehen:

Gene tragen die Informationen, die für die Synthese von Proteinen benötigt werden. Die Schritte von DNA zu Protein umfassen zunächst einen Prozess, der Transkription genannt wird, bei dem Proteine die DNA ablesen und ein Botenmolekül namens mRNA produzieren. Anschließend werden die mRNAs in Proteine übersetzt.

Die Struktur von Genen besteht aus einer regulatorischen Region, gefolgt von einem offenen Leserahmen und einer weiteren regulatorischen Region am Ende. Die regulatorischen Regionen enthalten Sequenzen, die die Transkription des Gens fördern oder hemmen. Der offene Leserahmen ist der Teil des Gens, der in mRNA-Moleküle transkribiert wird. Offene Leserahmen bestehen aus zwei verschiedenen Arten von Regionen, die Introns und Exons genannt werden. Exons sind diejenigen Teile des offenen Leserahmens, die die Informationen für das Protein enthalten. Zwischen den Exons befinden sich die Introns, die keine proteinkodierende Information tragen und lange Zeit für genomischen Abfall gehalten wurden. Inzwischen weiß man aber, dass sie für viele regulatorische Prozesse extrem wichtig sind.

Literatur
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti...
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25096...
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25752...

Welt der Zelle.
Von einer Naturwissenschaftlerin erklärt.