FORSKNING

I lighed med de musse modeller der allerede er udviklet med Rett Syndrom i forbindelse med MECP2 genet, samarbejder NSW Cente for Rett Syndrom i Australien med Professor Tam og Professor David Slugt's team fra West Australian Institute for Medical Reseach på at udvikle en tilsvarende musse model med CDKL5 genet. Man ønsker at forstå hvordan hjernens funktioner påvirkes af CDKL5 mutationen samt identificere forbindeler mellem MECP2, CDKL5 og andre vigtige proteiner i hjernen, for at forklare hvordan mutationer i to forskellige gener kan føre til overlappende kliniske symptomer.
Målet er at finde effektive behandlingsformer som måske kan vende, forsinke eller endog forhindre udviklingen af de ødelæggende neurologiske symptomer der er forbundet med Rett Syndrom og CDKL5.

Professor John Christodoulou, direktør Western Sydney Genetics Program, Chrildren's Hospital i Westmead. NSW. Australien er kontaktperson.

Læs mere om CDKL5 og forskning i nedenstående links:

http://epilepsygenetics.net/the-epilepsiome/cdkl5-this-is-what-you-need-to-know/

https://rareomics.healx.io/disease/cdkl5-disorder

Artikel af bl.a. Helle Hjalgrimm fra Epilepsihospitalet, Dianalund om tidlig debut af epilepsi forårsaget af CDKL5 mutation,Ugeskriftet.dk 2013 kan findes på nedenstående link: 

http://ugeskriftet.dk/files/ugeskriftet.dk/artikel_12952.pdf

På nedenstående link finder du et sammendrag af artikel af Charlotte Kilstrup-Nielsen et al fra 2012: what we know and would like to know about cdkl5 and its involvement in epileptic encephaloptay

Tryk her

Artikel om CDKL5 og Rett Syndrom af Charlotte Kilstrup-Nielsen

[dansk forsker på Univiersity of Insubria Busto Arsizio, Italy ]

Siden det i 1999 blev opdaget, at mutationer i MECP2-genet er ansvarlige for Rett syndromet, har forskningen i høj grad koncentreret sig om at forstå på molekylært niveau, hvad der går galt hos disse patienter.

 Rett-patienter kan opdeles i to hovedkategorier: ca. 75 % af patienterne lider af den klassiske form for Rett, mens de sidste 25 % er ramt af en af varianterne, som er karakteriseret ved enten mere alvorlige eller lettere symptomer. Forskningen inden for Rett syndrom har siden 1999 gjort det klart, at ikke alle patienter bærer mutationer i MECP2-genet. De nuværende DNAanalyser viser, at ca. 80-90 % af patienter med den klassiske form for Rett er muterede i MECP2-genet, hvorimod dette gen er muteret i kun 20-40 % af patienterne med en af de atypiske former for Rett. Dette har fået forskere i hele verden til at søge efter andre gener, der kan forårsage Rett syndrom og i 2004/2005 blev et andet gen, CDKL5, identificeret i 4 uafhængige laboratorier, som ansvarlige for Rett syndrom i patienter med et normalt MECP2-gen. Selv om det  statistiske materiale stadig er meget lille, lader det til at mutationer i CDKL5 kan sammenkædes med ”early onset seizure” varianten (også kaldet Hanefeld), der er karakteriseret ved, at  patienterne lider af epileptiske anfald lige fra sygdommens begyndelse (ref. 1-4).

 CDKL5-genet var næsten ukendt, da dets sammenhæng med Rett blev opdaget. Genet, som findes på X-kromosomet, var allerede blevet forbundet med nogle tilfælde af (non Rett) infantile spasmer, men rent funktionelt kunne man kun gætte sig til genets rolle: på grund af homologi med andre gener blev det foreslået, at genproduktet var en såkaldt ”kinase”, det vil sige et protein, som modificerer andre specifikke proteiner på en speciel måde. Denne modificering er ofte forbundet med at regulere aktiviteten af disse proteiner på forskellige måder. Eftersom mutationer i både MECP2- og CDKL5-genet forårsager den samme sygdom, blev det endvidere foreslået, at de to gener havde overlappende roller i nervesystemet.

Læs hele artiklen på www.rett.dk  -  I Rett Nyt nr. 2 2006

Ekspressionen af CDKL5 er moduleret under udvikling af nervesystemet og den cellulære fordeling er reguleret af proteinets C-terminale hale.

(CDKL5 expression is modulated during neuronaldevelopment and its subscellular distribution is tightly regulated by the C-terminal tail)

Laura Rusconi, Lisa Salvatoni, Laura Giudici, Ilaria Bertani, Charlotte Kilstrup-Nielsen, Vanial Broccoli, Nicoletta Landsberger.

J.Biol.Chem. 2008; vol 283; p.30101.

I 2004/2005 blev CDKL5 genet for første gang forbundet til Rett syndrom da mutationer i genet blev fundet i nogle patienter med Hanefeld varianten af denne sygdom. Det, at mutationer i CDKL5 forårsager en sygdom som Rett syndrom, understreger at genproduktet (CDKL5 proteinet) spiller en vigtig funktion i nervesystemet men den præcise rolle er stadig meget lidt kendt. Det er  tidligere blevet vist, at CDKL5 og MeCP2 (som er muteret i ca. 95% af patienter med klassisk Rett men i mindre en 50% af patienter med en af de forskellige Rett varianter) ”taler sammen” inde i cellerne, og CDKL5 er sandsynligvis involveret i at regulere nogle af MeCP2’s funktioner i nervecellerne. Nogle af de problemer der opstår, når CDKL5 er muteret, skyldes nok at MeCP2 ikke fungerer, som det skal, men derudover regner man med, at CDKL5 har adskillige andre ”samarbejdspartnere”, hvis funktioner også afhænger af CDKL5, og hvis korrekte funktion også er nødvendig for hjernen. For at forstå, hvordan CDKL5 kan kontrollere hjernefunktionerne ved at regulere andre proteiners funktioner, er det nødvendigt at vide, hvor og hvornår CDKL5 er tilstede i hjernen. I denne artikel har forskerne derfor undersøgt hjerner fra mus i forskellige udviklingsstadier for tilstedeværelsen af CDKL5. I disse forsøg er ekspressionen af CDKL5 blevet sammenlignet med den af MeCP2, som på nuværende tidspunkt er det eneste protein, som CDKL5 vides at regulere.

De forskellige forsøg har vist at :

·        Niveauet CDKL5 proteinet er meget lavt i hjernen af musefostre men stiger meget voldsomt lige efter fødslen, hvilket svarer til den periode, hvor nervecellerne begynder at kontakte hinanden og modnes.

·        I den voksne musehjerne er niveauet af CDKL5 proteinet meget variabelt i de forskellige hjerneregioner: mens niveauet af CDKL5 er højt i cortex, er der meget mindre af proteinet i lillehjernen. Dette er i modsætning til MeCP2, som har en meget jævn fordeling i hele hjernen.

·        På det cellulære niveau blev det vist, at CDKL5 er tilstede i næsten alle neuroner (i variable mængder) men ikke i astrocyter (der fungerer som en slags ”hjælpeceller” for neuronerne), hvor MeCP2 er tilstede.

·        I neuronerne kan CDKL5 findes både udenfor og indeni cellekernen (hvor MeCP2 findes, og hvor mange af de vigtige cellulære processer som DNA duplikation og transkription (”oversættelsen” af DNA til proteiner) foregår). Udenfor kernen findes CDKL5 både tæt på kernen men også i de lange dendriter som neuronerne bruger til at tale med hinanden med. Det er meget tænkeligt at CDKL5 er et protein der modtager information i nerveterminalerne og skal bringe denne information ind i cellekernen (eller omvendt).

·        Fordelingen af CDKL5 udenfor og indeni cellekernen lader til at være reguleret, eftersom denne fordeling er variabel både mellem de forskellige hjerneregioner men også under hjerneudviklingen.

·        Ved at undersøge en række derivater af CDKL5, som manglede forskellige dele af ”halen”, blev det vist, at den bageste ende af proteinet er ansvarlig for at transportere proteinet ud af cellekernen.

Alt i alt siger disse resultater, at efter fødslen er CDKL5 tilstede i nok næsten alle celler i hjernen af mus, men niveauet i de forskellige regioner er meget variabelt ligesom fordelingen af proteinet i og udenfor cellekernen. Dette afspejler sikkert, at CDKL5 er et protein, der regulere funktionen af andre proteiner (bl.a MeCP2). Halen af CDKL5 er involveret i at regulere, hvor og hvornår CDKL5 skal flyttes udenfor cellekernen, og i denne anledning er det vigtigt at huske, at CDKL5 i nogle patienter mangler større eller mindre dele af denne hale. I disse patienter er proteinet altid tilstede i cellekernen, hvilket kan tænkes at være uforeneligt med de korrekte nervecelle funktioner.