MicroRNA-Analyse bei Zwillingen mit und ohne angeborenem Herzfehler

Abstract

Angeborenene Herzfehler (AHF) gehören zu den häufigsten angeborenen Organfehlbildungen des Neugeborenen. Ihre Pathogenese ist bisher weitesgehend ungeklärt. Neben der bereits bekannten genetischen Prädisposition sind dabei in den letzten Jahren die Bedeutung von miRNAs und des gesamten Bereichs der Epigenetik in den Fokus der Forschung gerückt. Das Ziel dieser Arbeit war es, spezifische microRNAs (miRNAs) im Blut von Zwillingen mit AHF zu bestimmen, die im Vergleich zu den herzgesunden Zwillingskindern verändert exprimiert werden. Zwillinge stellen hierfür aufgrund ihrer gleichen oder ähnlichen Genetik eine optimale Untersuchungsgruppe dar. Dabei wurden verschiedene Einflussgrößen wie Art der Schwangerschaftsentstehung, Zygosität und Reife der Zwillinge bei Geburt näher betrachtet. Es handelt sich um eine Pilotstudie, in der im Blut von 19 Zwillingspaaren miRNAAnalysen mithilfe von MicroArrays durchgeführt wurden, die anschließend mittels qRT-PCR validiert wurden. Zusätzlich wurden somatische Daten der Zwillinge und pränatale Daten gesammelt. Die Auswertung zeigte, dass zahlreiche miRNAs in den verschiedenen Vergleichsgruppen signifikant verändert exprimiert werden. Dabei konnten sowohl miRNAs bestimmt werden, die bereits in der Literatur mit dem Vorkommen von AHF assoziiert sind, als auch solche, die in diesem Zusammenhang noch weitesgehend unbeschrieben sind. Bei diesen miRNAs konnten wir neben ihrer Bedeutung bei der Entstehung von AHF auch einen Zusammenhang mit den Risikofaktoren der Frühgeburt, der Schwangerschaftsentstehung durch IVF-Behandlung und der Monozygosität feststellen. In der Zukunft müssen epigenetische Faktoren mittels Genomsequenzierung im Blut der Zwillinge untersucht werden und mit dem miRNA-Expressionsprofil korreliert werden, um mögliche diagnostische Angriffspunkte bestimmen zu können.

Congenital heart diseases (CHD) are one of the most common congenital malformations. Their developement is not totally understood up to now. In addition to the already known genetic predisposition, microRNAs (miRNAs) and the whole field of epigenetics have become the focus of research in the last years. The purpose of this study was to determine specific miRNAs in the blood of twins with CHD which are expressed diffenrently compared to their healthy co-twins. Because of their identical or similar genetics, twins represent an optimal study group. Different contributing factors like the way of conception, the maturity of the twins at birth and their zygosity were examined. This is a pilot study in which miRNA expression-levels in the blood of 19 twin pairs were analysed using MicroArray and were validated using qRTPCR. In addition, somatic data of the twins and prenatal data were collected. We could find numerous miRNAs expressed significantly different in the various collectives. Some of them are already known to be associated with CHD, whereas some were largely unknown in the developement of CHD. In addition to the meaning of these miRNAs in the developement of CHD, we could observe a connection between the risk factors prematury, monozygosity and In-vitro fertilisation and the increased occurrence of CHD. In the future, epigenetics need to be investigated in the blood of the twins by genome sequencing and correlation with the expression profiles of miRNAs in order to determine diagnostic targets.