Untersuchungen haben gezeigt, dass unterdurchschnittlich leichte Neugeborene für zahlreiche Erkrankungen ein erhöhtes Risiko tragen. Beschrieben ist unter anderem das vermehrte Auftreten psychosozialer Probleme sowie metabolischer und kardiovaskulärer Spätfolgen. Inzwischen sind zahlreiche mögliche Ursachen einer intrauterinen und postnatalen Wachstumsretardierung beschrieben worden. Unter diesen Ursachen finden sich auch genetische Veränderungen von Proteinen der endokrinologischen Wachstumsregulierung. So wurden Mutationen im GH1 Gen, in Entwicklungsgenen von GH produzierenden Zellen, im IGF-I Gen und schließlich auch im IGF-I Rezeptor Gen identifiziert. Mutationen im letztgenannten Gen stellen den neuesten Forschungszweig dar und wurden bisher weltweit bei lediglich 19 Patienten festgestellt. Mit dieser Arbeit wird ein weiterer Patient mit einer heterozygoten IGF-I Rezeptormutation beschrieben. Neben einer ausführlichen klinischen Beschreibung war die Analyse der Kausalzusammenhänge von Mutation und klinischem Bild Hauptziel dieser Studie. Über eine ausgeprägte intrauterine und postnatale Wachstumsretardierung hinaus präsentierte die betroffene Patientin eine mentale Entwicklungsverzögerung. Durch verschiedene molekularbiologische Methoden konnte eine gestörte intrazelluläre Prozessierung des veränderten Rezeptorproteins nachgewiesen werden. Beobachtet wurde eine fehlende Zelloberflächenexpression aufgrund einer Retention von Rezeptorvorstufen im Endoplasmatischen Retikulum. Damit wurde ein neuer Mechanismus der IGF-I Resistenz beschrieben.

Hintergrund: Der Insulin-like growth factor receptor (IGF1R) spielt eine zentrale Rolle bei Wachstumsprozessen. Heterozygote IGF1R-Mutationen führen durch eine partielle IGF1-Resistenz zu Kleinwuchs. Methoden: Auxologische und endokrinologische Daten des Patienten wurden erhoben. Anhand von Fibroblasten wurde die IGF1R-Deletion charakterisiert und die Auswirkungen auf die mRNA- und Protein-Expression sowie die Signaltransduktion untersucht. Ergebnisse: Der Junge, der eine heterozygote Exon 6 Deletion im IGF1R – durch Alu-Rekombination verursacht – und eine heterozygote SHOX-Variante (p.Met240Ile) in seinem Genom vereint, kam ‚appropriate for gestational age‘ zur Welt, entwickelte aber postnatal eine Wachstumsretardierung. Die Endokrinologischen Daten waren unauffällig. Der Patient zeigt keine Stigmata, die bei anderen IGF1- oder SHOX-Mutationsträgern beschrieben wurden. Durch Nonsense-Mediated mRNA Decay kommt es zu einer Dosisreduktion der IGF1-Rezeptoren und einer entsprechenden verminderten Aktivierung der Rezeptoren, nicht aber des Signalwegs. Zusammenfassung: Der Patient trägt eine bisher unbeschrieben heterozygote IGF1R-Deletion, die zu Kleinwuchs führt. Ursächlich dafür ist eine durch die Mutation verursachte Dosisreduktion der IGF1-Rezeptoren.

Hintergrund: Der Insulin-like growth factor receptor (IGF1R) spielt eine zentrale Rolle bei Wachstumsprozessen. Heterozygote IGF1R-Mutationen führen durch eine partielle IGF1-Resistenz zu Kleinwuchs. Methoden: Auxologische und endokrinologische Daten des Patienten wurden erhoben. Anhand von Fibroblasten wurde die IGF1R-Deletion charakterisiert und die Auswirkungen auf die mRNA- und Protein-Expression sowie die Signaltransduktion untersucht. Ergebnisse: Der Junge, der eine heterozygote Exon 6 Deletion im IGF1R – durch Alu-Rekombination verursacht – und eine heterozygote SHOX-Variante (p.Met240Ile) in seinem Genom vereint, kam ‚appropriate for gestational age‘ zur Welt, entwickelte aber postnatal eine Wachstumsretardierung. Die Endokrinologischen Daten waren unauffällig. Der Patient zeigt keine Stigmata, die bei anderen IGF1- oder SHOX-Mutationsträgern beschrieben wurden. Durch Nonsense-Mediated mRNA Decay kommt es zu einer Dosisreduktion der IGF1-Rezeptoren und einer entsprechenden verminderten Aktivierung der Rezeptoren, nicht aber des Signalwegs. Zusammenfassung: Der Patient trägt eine bisher unbeschrieben heterozygote IGF1R-Deletion, die zu Kleinwuchs führt. Ursächlich dafür ist eine durch die Mutation verursachte Dosisreduktion der IGF1-Rezeptoren.:Inhaltsverzeichnis I Abkürzungsverzeichnis - 4 - 1 Bibliographische Beschreibung - 7 - 1.1 Referat - 7 - 2 Einleitung und Hintergrund - 9 - 2.1 Das menschliche Wachstum - 9 - 2.2 Das IGF-System als Regulator von Wachstum u. Entwicklung - 10 - 2.3 Der IGF1-Rezeptor - 11 - 2.4 Formen des Kleinwuchses - 12 - 2.5 IGF1R-Mutationen - 13 - 2.6 SHOX-Defizienz - 14 - 2.7 Der Nonsense-Mediated mRNA Decay - 15 - 2.8 Alu-Elemente - 16 - 2.9 Überleitung - 17 - 4 Originalpublikation - 18 - 5 Zusammenfassung der Arbeit - 31 - 5.1 Patientenbeschreibung - 32 - 5.2 Experimentelle Untersuchungen - 33 - 5.3 Interpretation - 35 - 5.4 Ausblick - 37 - 6 Literaturverzeichnis - 39 - III Curriculum vitae - 50 - IV Danksagung - 52 -

Untersuchungen haben gezeigt, dass unterdurchschnittlich leichte Neugeborene für zahlreiche Erkrankungen ein erhöhtes Risiko tragen. Beschrieben ist unter anderem das vermehrte Auftreten psychosozialer Probleme sowie metabolischer und kardiovaskulärer Spätfolgen. Inzwischen sind zahlreiche mögliche Ursachen einer intrauterinen und postnatalen Wachstumsretardierung beschrieben worden. Unter diesen Ursachen finden sich auch genetische Veränderungen von Proteinen der endokrinologischen Wachstumsregulierung. So wurden Mutationen im GH1 Gen, in Entwicklungsgenen von GH produzierenden Zellen, im IGF-I Gen und schließlich auch im IGF-I Rezeptor Gen identifiziert. Mutationen im letztgenannten Gen stellen den neuesten Forschungszweig dar und wurden bisher weltweit bei lediglich 19 Patienten festgestellt. Mit dieser Arbeit wird ein weiterer Patient mit einer heterozygoten IGF-I Rezeptormutation beschrieben. Neben einer ausführlichen klinischen Beschreibung war die Analyse der Kausalzusammenhänge von Mutation und klinischem Bild Hauptziel dieser Studie. Über eine ausgeprägte intrauterine und postnatale Wachstumsretardierung hinaus präsentierte die betroffene Patientin eine mentale Entwicklungsverzögerung. Durch verschiedene molekularbiologische Methoden konnte eine gestörte intrazelluläre Prozessierung des veränderten Rezeptorproteins nachgewiesen werden. Beobachtet wurde eine fehlende Zelloberflächenexpression aufgrund einer Retention von Rezeptorvorstufen im Endoplasmatischen Retikulum. Damit wurde ein neuer Mechanismus der IGF-I Resistenz beschrieben.