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Apolipoprotein
E und B (ApoE und ApoB)
RDB2050
Risikoallele für familiäre Hyperlipoproteinämien
und Arteriosklerose
Bestimmung der Allele ε2, ε3 und ε4 im Gen für Apolipoprotein
E und der Arg3500Gln-Mutation im Gen für Apolipoprotein B
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Die Isoformen von Apolipoprotein E
(ApoE)
ApoE ist ein Serumprotein und ist beteiligt am Transport,
an der Ablagerung und
dem Metabolismus von Cholesterin. Vom ApoE-Gen gibt es drei häufiger
vorkommende Allele, ε2, ε3 und ε4, welche für die Protein-Isoformen
ApoE2, -E3 und -E4 codieren. Die drei Isoformen unterscheiden sich an zwei
Stellen ("site" A
und "site" B) in ihrer Aminosäuresequenz. An den Stellen "sites" A/B
enthalten E2, E3 und E4 die Aminosäuren Cystein/Cystein, Cystein/Arginin
bzw. Arginin/Arginin (1). Das ε3 Allel ist am häufigsten verbreitet.
In der Kaukasischen Bevölkerung tragen ungefähr 95% wenigstens
ein
ε3, 27% ein ε4 und 16% ein ε2 Allel (2).
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Hyperlipoproteinämien
Als Hyperlipoproteinämien werden Störungen des Fettstoffwechsels bezeichnet, die mit einer erhöhten Konzentration von bestimmten Lipoproteinen im Serum einhergehen. Solche Proteine sind zum Beispiel die Low-Density-Lipoproteine (LDL).
LDLs sind die Haupttransportformen für Cholesterin. Sie bestehen zu 75% aus Lipiden und 25% aus Apolipoproteinen (siehe ApoB), die die Aufnahme von LDL-Partikeln in die Zellen vermitteln. Kommt es krankheitsbedingt zu einer erhöhten LDL-Konzentrationen im Blut, so spricht man von Hyperlipoproteinämien.
Hyperlipoproteinämien können genetisch bedingt sein, werden dann als primäre Hyperlipoproteinämien bezeichnet und nach Frederickson in die Typen I –V eingeteilt. So können bei den Hyperlipoproteinämien Typ IIa und III zum Beispiel die LDL-Partikel aufgrund modifizierter Liganden nicht mehr an die Rezeptoren der Leberzellen binden und verbleiben im Serum. Auf diese Weise kommt es zu einer Erhöhung der Cholesterinwerte. Sekundäre Hyperlipoproteinämien treten bei Überernährung oder in Folge von Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes mellitus auf.
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Das Risikoallel ApoE-ε2 bei Hyperlipoproteinämie
Typ III
Bei der Hyperlipoproteinämie Typ III kommt es infolge einer beeinträchtigten Reinigung des Blutes von Lipoprotein-Restpartikeln (Remnants) zu erhöhten Plasmawerten für Triglyceride und Cholesterin kommt. Die Folge sind schon früh auftretende Herz- und Kreislauferkrankungen (12).
Apolipoproteine spielen hierbei eine besondere Rolle. ApoE ist Bestandteil verschiedener Lipoproteine und durch spezifische Interaktionen mit dem LDL-Rezeptor am Abbau der Remnants in der Leber beteiligt.
Hyperlipoproteinämie ist in den meisten Fällen assoziiert mit dem Risikoallel ApoE-ε2. Einer neueren Studie zufolge sind 94,4% der Patienten homozygot für ε2 (13). Umgekehrt entwickeln hingegen nur etwa 2% der ApoE-ε2 homozygoten Personen den klinischen Phänotyp einer Hyperlipoproteinämie Typ III (14). Es wird daher angenommen, dass weitere genetische Faktoren oder Umweltfaktoren an der Entstehung der Erkrankung beteiligt sind.
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Apolipoprotein B-100 Punktmutation
als genetische Prädisposition für Hyperlipoproteinämie
Typ II a und Arteriosklerose
Das Apolipoprotein B-100 (ApoB-100) ist neben Apolipoprotein E einer der Liganden auf den LDL-Partikeln für die LDL-Rezeptoren der Leberzellen. Bei intaktem LDL-Ligand bindet das LDL-Partikel an die LDL-Rezeptoren der Leberzellen und das Cholesterin wird dem Stoffwechsel zugeführt. Bei Vorliegen der ApoB-100 Mutation werden die überschüssigen vom Körper nicht zu verwertenden LDL-Partikel jedoch anderweitig, vor allem den Makrophagen abgebaut, was zu einem erhöhten Cholesterinspiegel führt. Diese Fettstoffwechselstörung ist als besonders gefährlich bezüglich der Entwicklung einer Arteriosklerose einzustufen.
Es sind drei Mutationen bekannt, die in Verbindung mit einem veränderten ApoB-100-Liganden stehen: Arg3500Gln (Aminosäureaustausch von Arginin zu Glutamin an Position 3500), Arg3531Cys (Aminosäureaustausch von Arginin
zu Cystein an Position 3531) und Arg3500Trp (Aminosäureaustausch von Arginin zu Tryptophan an Position 3500).
Jedoch resultieren nur bei der Arg3500Gln-Mutation signifikant veränderte Blutwerte. Daher wird diese Mutation als wichtigster prädisponierender Faktor angesehen (15). Mit Hilfe der genetischen Analyse ist der Nachweis der zugrunde liegenden Mutation vor Eintreten von Symptomen möglich. Die klinische Diagnose verlangt bereits vorhandene Krankheitszeichen für die Erkennung dieser Stoffwechselstörung (18). Bei den Betroffenen sind aufgrund der Mutation die Cholesterin-, LDL-Cholesterin- und ApoB-Werte des Blutes stark erhöht.
Die Häufigkeit der Mutation wird international mit 1:100 bei Patienten mit schweren Fettstoffwechselstörungen angegeben (16). Der Anteil an der kaukasischen Gesamtbevölkerung beträgt 1:500 – 1:700. Die Häufigkeit ist für heterozygote Merkmalsträger angegeben, da homozygotes Vorkommen extrem selten ist (17).
Zur Behandlung der Erkrankung wird an erster Stelle empfohlen, die Ernährungsgewohnheiten umzustellen, unter Umständen sogar eine strenge Diät einzuhalten, wenn nötig kombiniert mit einer Gewichtsabnahme.
Sollte eine Umstellung nicht zu einer Senkung des Cholesterin-Wertes führen, so sind zusätzliche medikamentöse Maßnahmen angezeigt
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Methodik
Der vorliegende Kit
der Firma AID GmbH, Strassberg, beinhaltet reverse Hybridisierungsblots
für den Nachweis der Allele ε2, ε3 und ε4 des humanen Apolipoprotein E (ApoE)
-Gens. Mit aus Vollblut isolierter DNA werden zwei Polymerasekettenreaktionen
(PCR) durchgeführt und die amplifizierten Fragmente des Apolipoprotein E Gens
in einer Hybridisierungsreaktion mit sequenzspezifischen Oligonukleotiden (SSOP-PCR)
charakterisiert. Die Risikoallele ε2 und ε4 können dabei wahlweise gemeinsam
oder auch getrennt voneinander ermittelt werden.
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Literatur:
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