|
Algemeen
> nieuws >
promoties
Promoties
Geneeskunde
| woensdag
17 december 2003
|
| 16.15 uur
| MW. S.A.M.J. Lesnik-Oberstein
|
samenvatting /
summary
Nederlands
en English
| Titel: Concerning cadasil
|
| promotoren
| Prof.Dr. M.H. Breuning
Prof.Dr. M.D. Ferrari
|
Korte samenvatting:
De erfelijke ziekte CADASIL (‘cerebral
autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and
leukoencephalopathy’) is nog niet zo lang bekend. Het is een
ziekte die de wanden van kleine slagaderen treft. In de hersenen
leidt dat tot afwijkingen. Patiënten hebben last van migraine,
krijgen beroertes en hun verstandelijke vermogens gaan achteruit.
Saskia Lesnik Oberstein ontdekte dat ook de
kransslagaders kunnen zijn aangedaan en dat mutatie-dragers daardoor
een vergrote kans op een hartinfarct hebben. Ze ontdekte bovendien
dat patiënten vaak uiterst kleine bloedingen in de hersenen hebben,
wat wijst op een verhoogde kans op een ernstige hersenbloeding.
Samenvatting:
In dit proefschrift worden de resultaten
beschreven van klinische, genetische, neuroradiologische en
pathologische studies van 15 Nederlandse CADASIL families. Ook
worden de resultaten beschreven van NOTCH3 mutatie analyse in
Nederlandse CADASIL families in het algemeen.
Zowel patiënten als asymptomatische
familieleden werden geïncludeerd in de studie van 15 families. Een
belangrijk voordeel hiervan was dat de asymptomatische familieleden
niet op de hoogte waren van hun genetische status. Zodoende vormden
de, na genetisch onderzoek gebleken, niet-mutatie dragers een
representatieve en geblindeerde controle groep. Bij NOTCH3 mutatie
analyse van de 63 proefpersonen bleken 41 mutatie drager te zijn en
22 niet.
In dit hoofdstuk worden de in dit proefschrift
beschreven studies samengevat en worden de toekomst perspectieven
van het CADASIL onderzoek besproken.
INTRODUCTIE
In de algemene introductie van dit
proefschrift wordt een overzicht gegeven van de klinische,
neuroradiologische, pathologische en genetische aspecten van
CADASIL. Diagnostische strategieën worden besproken. Tevens wordt
er gespeculeerd over de mogelijke pathogenese en behandeling van
CADASIL.
GENETISCHE STUDIES
NOTCH3 Mutatie Analyse In Nederland
In 1999 werd NOTCH3 mutatie analyse opgezet in
het DNA-diagnostiek laboratorium van het Leids Universitair Medisch
Centrum. Aanvankelijk werd dit verricht in het kader van
wetenschappelijk onderzoek, maar al snel werd NOTCH3 mutatie analyse
aangeboden als diagnostische DNA test. Op het moment van dit
schrijven is in 44 Nederlandse CADASIL families een mutatie
bevestigd. Ruim de helft van de gedetecteerde mutaties is
gelokaliseerd in exon 4, de bekende mutatie "hotspot"
regio van het gen. De overige mutaties, allen met een voor CADASIL
karakteristieke cysteine aminozuur verandering, liggen verspreid in
de overige exonen die coderen voor de extracellulaire repeterende
domeinen van het NOTCH3 eiwit. Hiermee is gebleken dat NOTCH3
mutaties in Nederlandse CADASIL patiënten dezelfde kenmerken hebben
als de mutaties die voor CADASIL zijn beschreven in andere
populaties. Echter, in tegenstelling tot bevindingen uit andere
studies, blijkt exon 11 en niet exon 3 de tweede meest voorkomende
locatie voor mutaties te zijn in Nederlandse CADASIL families.
Het relatief grote aantal recent bevestigde
CADASIL families in Nederland, alsmede de continue Nederlandse en
buitenlandse verwijzingen voor NOTCH3 mutatie analyse naar het LUMC
DNA- laboratorium, wijzen erop dat CADASIL een wereldwijd
voorkomende en niet zeldzame erfelijke aandoening is.
KLINISCHE STUDIES
CADASIL In Mutatie Dragers Jonger Dan 35 Jaar
In deze studie werden neuropsychologische,
klinische en radiologische gegevens vergeleken tussen NOTCH3
mutatiedragers en niet-mutatiedragers variërend in leeftijd van 21
tot maximaal 35 jaar. De belangrijkste uitkomst was dat er geen
meetbare lichamelijke of cognitieve functiestoornissen aanwezig
waren bij de mutatiedragers in vergelijking met hun niet-gemuteerde
leeftijdgenoten. Bij mutatiedragers kwam wel meer migraine met aura
voor en bij een klein aantal mutatiedragers waren er aanwijzingen
voor TIA's of (minor) stroke in de voorgeschiedenis. Op MRI waren
bij alle mutatiedragers witte stof afwijkingen zichtbaar, alhoewel
deze erg subtiel konden zijn bij personen van begin twintig.
Kenmerkend was dat de eerste witte stof signaal hyperintensiteiten
ontstaan in de anterieure temporaal kwabben.
Cognitieve Functie In CADASIL
Statistische analyse van de uitgevoerde
neuropsychologische tests toonde aan dat cognitief functieverlies in
CADASIL patiënten leeftijdsgerelateerd is. De verschillen in de
ernst van cognitief functieverlies tussen mensen van dezelfde
leeftijd werden, van alle getoetste variabelen, alleen onafhankelijk
verklaard door het aantal lacunaire infarcten op MRI. De cognitieve
domeinen die voornamelijk waren aangetast waren geheugen, abstract
denken, executieve functies en taal.
Myocard Infarcten In CADASIL
Bijna 25% van de NOTCH3 mutatiedragers hadden
een voorgeschiedenis van acuut myocard infarct en/of pathologische
Q-golven op ECG ten tijde van de studie. Dit percentage was
significant hoger dan in de groep niet-gemuteerde proefpersonen. Het
CADASIL fenotype beperkt zich dus niet tot het centraal zenuw
stelsel, hetgeen in lijn is met het feit dat CADASIL een systemische
arteriopathie is.
NEURORADIOLOGISCHE STUDIES
Het Patroon En Het Natuurlijke Beloop Van MRI
Afwijkingen Bij CADASIL
Kenmerken van MRI afwijkingen bij CADASIL
verschillen tussen de leeftijd groepen. In deze studie hebben we de
patroon van MRI afwijkingen per leeftijdscategorie bestudeerd en
beschreven. NOTCH3 mutatie dragers tussen de 20 en 30 jaar hebben
uitsluitend supratentoriele witte stof signaal hyperintensiteiten
(100%) en SLL (20%); na de leeftijd van 30 jaar komen lacunaire
infarcten voor bij de meerderheid van mutatiedragers en boven de 40
jaar zijn ook microbloedingen te zien. De uitgebreidheid van de
witte stof signaal hyperintensiteiten, zowel als de prevalentie van
SLL, lacunaire infarcten en microbloedingen nemen toe met de
leeftijd. Kennis van deze leeftijdgerelateerde MRI afwijkingen bij
CADASIL zijn onder andere van belang in het kader van de
diagnostiek.
Subcorticale Lacunaire Laesies In CADASIL
In 59% van NOTCH3 mutatie dragers werd een MRI
afwijking gevonden, die hier als subcorticale lacunaire laesies
worden geduid (SLL). Ze zijn zichtbaar als kleine ronde laesies met
dezelfde signaal intensiteit als liquor en zijn als een soort
kralensnoer gerangschikt op de grens van de witte en grijze stof.
Dit type afwijking werd niet gezien op MRIs van controle groepen. De
aanwezigheid van SLL kan dus een belangrijke diagnostische
aanwijzing zijn voor CADASIL. Histologisch blijken SLL te berusten
op verwijde perivasculaire ruimtes.
Cerebrale Microbloedingen In CADASIL
CADASIL veroorzaakt ischemie, op MRI
gevisualiseerd in de vorm van signaal hyperintensiteiten van de
witte stof en lacunaire infarcten. Echter, met speciale MRI
technieken is in deze studie aangetoond dat bijna een derde van de
symptomatische NOTCH3 mutatie dragers tevens kleine cerebrale
bloedingen heeft, met name in de thalamus. Cerebrale microbloedingen
worden geassocieerd met een verhoogd risico op hersenbloedingen.
Derhalve dient men ook bij CADASIL patiënten bedacht te zijn op dit
mogelijk verhoogde risico op hersenbloedingen en het medicamenteuze
beleid hierop aan passen. In het bijzonder is het raadzaam om
terughoudend te zijn in het voorschrijven van acetylsalicylzuur en
anticoagulantia bij CADASIL patiënten.
PATHOLOGISCHE STUDIES
Diagnostische NOTCH3 Immunokleuring
Immunohistochemische kleuring van huidbiopten
met NOTCH3 antilichaam is een recent ontwikkelde diagnostische test
voor CADASIL. Het doel van deze studie was om de sensitiviteit en
specificiteit van deze test te toetsen in onze studie populatie.
Hieruit bleek dat zowel de sensitiviteit als de specificiteit hoog
zijn (beide hoger dan 85%), maar zowel vals-negatieven als
vals-positieven kwamen voor. Gezien een bevestiging van de diagnose
CADASIL vergaande consequenties heeft voor zowel de patiënt als
zijn/haar familieleden, raden wij aan dat resultaten van deze
immunohistochemische huidbiopt analyse altijd worden bevestigd door
mutatie analyse.
KANTTEKENINGEN EN TOEKOMSTPERSPECTIEVEN
Alhoewel deze studie als voordeel heeft dat
het als eerste een relatief grote groep CADASIL patiënten
onderzocht heeft middels gestandaardiseerde protocollen, is een
nadeel dat de bevindingen gebaseerd zijn op cross-sectionele data.
Een deel van de studies, bijvoorbeeld over de progressie van
cognitief functie verlies bij CADASIL, zou baat hebben gehad bij een
longitudinale studie opzet. De Nederlandse CADASIL werkgroep gaat er
echter van uit dat de uitgebreide database die is vervaardigd in het
kader van deze studie, en de bevindingen die worden beschreven in
dit proefschrift, als uitgangspunt kunnen dienen voor vervolgstudies
van dezelfde cohort.
Aandachtspunten voor vervolgstudies van de
Nederlandse CADASIL studie cohort kunnen zijn, de progressie van MRI
afwijkingen, de progressie van cognitief functie verlies en de
correlatie tussen beide. Het tot noch toe slechts summier beschreven
profiel en beloop van acute neurologische uitvalsverschijnselen en
migraine met aura zouden beter in kaart gebracht kunnen worden,
zowel als het verder vastleggen van de variatie in het fenotypisch
spectrum. Psychiatrische interviews en follow-up zouden toegevoegd
kunnen worden aan een toekomstig studie protocol, waarbij ook de
eventuele indicatie voor psychiatrische interventie aan het licht
kan komen. Mogelijk kan op den duur een meer realistische berekening
gemaakt worden van de prevalentie van CADASIL. Een belangrijke vraag
is of factoren die van invloed zijn op het beloop van CADASIL
geïdentificeerd kunnen worden, alhoewel dit cohort op zichzelf
waarschijnlijk te klein is om dergelijke factoren te bepalen.
Mogelijk zullen alleen transgene diermodellen voor dergelijke
vraagstukken betrouwbare resultaten leveren. Desalniettemin kan het
de moeite waard zijn om factoren als geslacht, risicofactoren voor
hartvaatziekten en beginleeftijd te onderzoeken als mogelijke
voorspellers van het natuurlijke beloop van de ziekte. Het zou met
name van belang kunnen zijn om te achterhalen of er factoren zijn
die beïnvloedbaar zijn, zoals risicofactoren voor
hart-en-vaatziekten, waarbij dan de actieve preventie en behandeling
zouden kunnen leiden tot een latere beginleeftijd of een milder
beloop.
Verder zou CADASIL, zijnde een monogenetische
ischemische cerebrovasculaire aandoening, inzicht kunnen verschaffen
in basale mechanismen die relevant zijn voor vaker voorkomende en
meer complexe ziekten zoals vasculaire dementie, migraine, en het
(neuroanatomische) substraat van psychiatrische aandoeningen.
Voorbeelden zijn: wat is de rol van witte stof afwijkingen in
cognitief disfunctioneren? Wat kan de verhoogde prevalentie van
migraine met aura in CADASIL ons leren over de pathogenese van
migraine met aura in het algemeen? Is er een correlatie tussen
bepaalde MRI laesies en de aanwezigheid van psychiatrische ziekte?
Wat betreft onderzoek naar CADASIL in het
algemeen, zijn er een aantal belangrijke openstaande vragen.
Bijvoorbeeld, hoe leidt, op moleculair en cellulair niveau, een
NOTCH3 mutatie uiteindelijk tot de voor CADASIL karakteristieke
vaatwandafwijkingen? Waarom zijn de hersenvaten selectief het meest
ernstig aangetast? Wat zijn de belangrijkste hemodynamische
veranderingen als gevolg van de vaatwandafwijkingen, en kunnen deze
(gedeeltelijk) farmacotherapeutisch beïnvloed worden? Zijn er
genetische of omgevingsfactoren die de variatie in het natuurlijke
beloop van de ziekte verklaren en geven die een ingang om dit beloop
gunstig te beïnvloeden? Wat zijn de variaties in het fenotypisch
beeld? Zijn er NOTCH3 mutatie dragers die asymptomatisch blijven? De
meest essentiële vraag blijft natuurlijk: zullen er uiteindelijk
methodes ontdekt worden om de schijnbaar onvermijdelijke effecten
van een NOTCH3 mutatie te vertragen of ongedaan te maken?
Een belangrijke recente doorbraak is de in een
Frans laboratorium vervaardigde Notch3 gemuteerde muis.1 Deze
CADASIL muis heeft dezelfde vaatwandafwijkingen als gezien wordt bij
mensen met CADASIL. Een opmerkelijk gegeven is wel dat de staart van
de CADASIL muis ernstigere vaatafwijkingen vertoont dan de cerebrale
vaten. Hoe dan ook, dit muizen model biedt een reële mogelijkheid
om meer inzicht te krijgen in de pathogenese van CADASIL. Ook kunnen
in muizen modellen de invloeden van genetische en omgevingsfactoren
op het beloop van CADASIL getoetst worden in een gestandaardiseerde
setting. Theoretisch gesproken zou de CADASIL muis ook kunnen dienen
als preklinisch model voor het testen van farmacotherapeutica, of
mogelijk in een verdere toekomst, gentherapie. Een aanmerkelijk
verschil tussen de CADASIL muis en mens is echter dat de muis geen
afwijkingen vertoont van het hersenparenchym. Of dit verschil
verklaard kan worden door de korte levensduur van de onderzochte
muizen, waarbij de cerebrale ischemie (nog) niet is opgetreden, dan
wel dat het gemuteerde Notch3 eiwit in deze muis in mindere mate tot
expressie komt, of dat er gewoonweg essentiële verschillen bestaan
tussen CADASIL muis en mens moet nog blijken.
In afwachting van toekomstige ontwikkelingen
voortkomend uit de gecombineerde inzet van internationale CADASIL
onderzoeksgroepen, worden inmiddels wel vooruitgangen geboekt in de
diagnostiek en begeleiding van CADASIL patiënten. Dit is met name
te danken aan een toegenomen bekendheid van artsen met het
ziektebeeld. Hierdoor wordt de correcte diagnose veel eerder
gesteld, waardoor patiënten en hun families minder lang in
onzekerheid verkeren en onnodige (invasieve) diagnostiek en
potentieel schadelijke therapieën vermeden kunnen worden. Al dan
niet complete NOTCH3 mutatie analyse wordt nu verricht in meerdere
wetenschappelijke, diagnostische of commerciële laboratoria in
Europa en de Verenigde Staten. Dit biedt een betrouwbare manier om
de klinische diagnose op moleculair niveau te bevestigen. Kennis van
de erfelijke aspecten van CADASIL en verwijzing naar klinisch
genetische centra zorgt ervoor dat patiënten en hun families de
counseling en informatie krijgen op basis waarvan zij geïnformeerde
keuzes kunnen maken aangaande het krijgen van kinderen, het zich
eventueel presymptomatisch laten testen etc. In dit kader wordt
momenteel pre-implantatie genetische diagnostiek overwogen voor
Nederlandse NOTCH3 mutatie dragers en hun partners die kinderwens
hebben, maar hun toekomstige kinderen niet willen belasten met de
gevolgen van dragerschap van een NOTCH3 mutatie.
REFERENTIES
1. Ruchoux MM, Domenga V, Brulin P, et al.
Transgenic mice expressing mutant notch3 develop vascular
alterations characteristic of cerebral autosomal dominant
arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy. Am J
Pathol 2003;162:329-342.
Summary:
This thesis describes the results of clinical,
genetic, neuroradiological and pathological studies of 15 Dutch
CADASIL families. Also included are results of diagnostic NOTCH3
mutation analysis for The Netherlands overall. Participants in the
comprehensive study include symptomatic as well as asymptomatic
family members. A valuable aspect of this set-up was that the
asymptomatic family members were unaware of their genetic status,
and thus a representative control group for the mutated family
members was inherently built into the study. Mutation analysis
revealed that of the 63 participants in the study, 41 were mutation
carriers and 22 were not.
In this last chapter, the main results of the
study are summarized and future perspectives are discussed.
INTRODUCTION
In the general introduction to this thesis an
overview is given of the clinical, neuroimaging, pathological, and
genetic aspects of CADASIL. Cerebral blood flow changes and
diagnostic strategies are discussed, and there is speculation upon
pathogenesis and treatment options. Finally, the aims of the study
are defined
GENETIC STUDIES
NOTCH3 Mutation Analysis in The Netherlands
NOTCH3 mutation analysis was set-up in our
DNA-diagnostic laboratory in 1999, first in a research setting, and
later as a generally available diagnostic test. NOTCH3 mutations
have been confirmed in 44 Dutch CADASIL families referred between
1999 and 2002, at the time of this writing. These mutations were
found to occur predominantly in the known mutation hotspot region of
exon 4 (~55%), but characteristic missense mutations involving a
cysteine residue were detected throughout exons encoding the EGFL
repeats of the NOTCH3 protein. As such, NOTCH3 mutations in Dutch
CADASIL patients share the same characteristics as those reported in
other populations. One difference is, that, in contrast to other
studies, we do not find exon 3 to be the second most common mutation
site, but exon 11.
The relatively large number of recently
confirmed CADASIL families in The Netherlands alone, as well as the
continuous Dutch, as well as international, referrals for NOTCH3
mutation analysis, strongly suggests that CADASIL is both a
universal and not infrequent inherited disorder. To date, there is
no compelling evidence for genetic heterogeneity in CADASIL.
CLINICAL STUDIES
CADASIL In Mutation Carriers Under 35 Years Of
Age
In a study comparing the neuropsychological,
clinical and neuroradiological features of thirteen NOTCH3 mutation
carriers and controls under 35 years of age, we found that there
were no quantifiable physical or cognitive deficits in mutation
carriers as compared to their non-mutated peers. However, in mutated
individuals, migraine with aura and, in a small number of cases,
TIA's or (minor) stroke, did occur. MRI white matter
hyperintensities, although sometimes very subtle, were consistently
visualized from age 21 onwards. White matter lesions
characteristically first appear in the anterior temporal lobes.
Cognition In CADASIL
Statistical analysis of neuropsychological
tests revealed that cognitive decline in NOTCH3 mutation carriers is
age dependent. The variation in extent of cognitive decline between
mutation carriers of the same age category was found to be
independently predicted only by infarct lesion load on MRI.
Cognitive domains principally affected in
CADASIL patients were memory, abstract thinking, executive function,
and language fluency.
Myocardial Infarction In CADASIL
Almost 25% of NOTCH3 mutation carriers in our
study population were found to have evidence of myocardial
infarction (MI), in the form of a positive medical history for acute
MI and/or current pathological Q-waves on electrocardiogram. This
percentage was significantly higher than in the non-mutated
controls. The CADASIL phenotype is thus expanded beyond the central
nervous system to include the heart, reflecting the systemic nature
of CADASIL arteriopathy.
NEUROIMAGING STUDIES
The Pattern And Evolution Of CADASIL MRI
Abnormalities
CADASIL MRI abnormalities change over time. We
studied the pattern of MRI lesions in four different age categories
to characterize the specific lesion pattern per age group and the
natural history of MRI abnormalities in CADASIL patients. In
mutation carriers between 20 and 30 years of age the lesions were
limited to supratentorial white matter hyperintensities (100%) and
SLL (20%); after age 30 lacunar infarcts start to appear in the
majority of patients, and in over 40 year olds cerebral microbleeds
were visible. The extent of hyperintensities, as well as the
prevalence of SLL, lacunar infarctions and microbleeds were found to
increase with age. Familiarity with these age-dependent lesion
patterns should be a valuable diagnostic aide.
Subcortical lacunar lesions in CADASIL
An unusual type of neuroimaging lesion was
found to be present on MRI in 59% of mutation carriers. These
lesions, so called subcortical lacunar lesions (SLL, known locally
as "the zipper sign") were found to be highly suggestive
for CADASIL, and may therefore prove to be of value for diagnostic
purposes. Enlarged perivascular space was found to be the
pathological substrate of SLL. SLL are visualized on MRI as small
rounded lesions with CSF signal intensity on the junction of the
grey and white matter.
Cerebral Microbleeds In CADASIL
CADASIL causes cerebral ischaemia and on MRI
cerebral ischaemic lesions are seen in the form of white matter
hyperintensities and lacunar infarctions. However, with special MRI
techniques we also detected cerebral microbleeds, mainly in the
thalamus, in almost a third of symptomatic NOTCH3 mutation carriers.
As cerebral microbleeds are reported to be associated with an
increased risk for intracerebral haemorrhage, this fact should be
taken into account in diagnosis and management of CADASIL patients.
Specifically, reticence may be warranted in the prescription of
antiplatelet, let alone anticoagulant medication to CADASIL
patients.
PATHOLOGICAL STUDIES
Diagnostic NOTCH3 Immunostaining
Immunohistochemical staining of skin biopsy
specimens with NOTCH3 antibody is a recently introduced diagnostic
tool for CADASIL. We evaluated the sensitivity and specificity of
NOTCH3 immunostaining, and found that although sensitivity and
specificity are high (both well over 85%), both false-negative and
false-positive results were found in our study population. As
confirmation of the diagnosis CADASIL has far-reaching consequences
for not only the patient, but also his or her family members, we
would recommend that results of immunostaining always be confirmed
by mutation analysis.
COMMENTS AND FUTURE PERSPECTIVES
Although this study is the first to
comprehensively examine a defined and relatively large group of
CADASIL families in the setting of a standardized protocol, a
drawback is that the results described in this thesis are based on
cross-sectional data. Some of the studies, for example on the
progression of cognitive decline in CADASIL, would have benefited
from a longitudinal study design. The Dutch CADASIL work group
anticipates that the extensive database made during this study and
the findings described in this thesis, will provide a basis for
long-term follow-up studies of the same cohort.
Several points of interest for follow-up of
the Dutch CADASIL study cohort are, amongst others, the progression
of MRI abnormalities, the progression of cognitive decline, and the
correlation between these two. The hitherto ill-defined nature and
natural history of stroke-like episodes and migraine with aura could
be determined, as well as further exploring the CADASIL phenotypic
spectrum. Psychiatric interviews and follow-up could be included in
future study protocols, having the added advantage of early
detection of the need of psychiatric care. Possibly, a more reliable
estimation can be made of the prevalence of CADASIL, and diagnostic
strategies further refined. Another important question is whether
modifiers of CADASIL may be identified, although this cohort in
itself is probably too small to reliably determine any such factors,
and possibly only transgenic animal models would allow for
reproducible studies in this area. Nevertheless, amongst others, it
may be worth while looking at patient characteristics such as
gender, cardiovascular disease risk factors, and age-at-onset as
predictors of severity of the natural history of disease. It would
be of special interest to determine whether there are any alterable
patient characteristics, such as cardiovascular disease risk
factors, of which the active prevention or management might bring
about a later onset of disease in asymptomatic mutation carriers, or
slowing down of disease progression.
CADASIL as a monogenic ischaemic
cerebrovascular disorder can offer insight into basic disease
mechanisms with relevance to more prevalent and complex disorders
such as vascular dementia, migraine, and the (neuroanatomical)
substrate of psychiatric disorders. For example, what is the
contribution of cerebral white matter changes to cognitive decline?
What can the increased prevalence of migraine with aura in CADASIL
teach us about the pathogenesis of migraine with aura in general? Is
there a correlation between certain MRI lesions and the presence of
psychiatric disease?
As far as concerns future perspectives of
CADASIL in general, the most important questions are those that will
take most time- and will be most difficult- to study and answer.
Some of these are: What is the sequence of events, on the molecular
and cellular level, leading from NOTCH3 mutation to the
characteristic arteriopathic changes of CADASIL? Why is the
cerebrovasculature most severely affected? What are the chief
haemodynamic changes resulting from CADASIL arteriopathy, and can
they be (partially) farmacotherapeutically reversed? Are there any
key genetic or environmental modifiers underlying the variable
natural history of disease, and do they offer means to delay the
disease process? What are the phenotypic disease boundaries? Are
there NOTCH3 mutation carriers who remain asymptomatic? And vitally:
will there eventually be found a means to reverse the apparently
inevitable effects of a NOTCH3 mutation?
An important recent breakthrough is the
development by a French research laboratory of a CADASIL mutant
Notch3 mouse model, which has arteriopathic changes identical to
those seen in human CADASIL patients.1 A remarkable detail is that
arteriopathic changes were found to be more extensive in the tail
vasculature than the cerebral vasculature of the mouse. This mouse
model may well be the key to unveiling the sequence of events
leading from mutant gene to diseased arterial wall. Haemodynamic
effects may also be studied in the CADASIL mouse. The influence of
certain genetic and environmental factors on the natural history of
disease can be determined in a controlled setting. Theoretically the
transgenic mice could function as a pre-clinical model for the
testing of farmacotherapeutic agents or, even more futuristic, gene
therapy in CADASIL. However, a distinct difference between the
Notch3 mutated mouse model and the CADASIL patient is that the mice
do not show any brain parenchymal damage. Whether this is due, for
example, to the level of mutant protein expressed in these specific
transgenic mice, the short life expectancy of mice (i.e. the
ischaemic tissue changes have (not yet) become apparent), or whether
it conveys a basic difference between Notch3 mutated mice and men is
not yet clear.
In expectation of future developments evolving
from the combined efforts of international CADASIL research groups,
care and management of CADASIL patients is improving, if only
because of increased awareness of disease signs and symptoms. This
reduces diagnostic delay and years of uncertainty on the part of the
patient and their families, prevents unnecessary (invasive)
diagnostic measures, and potentially detrimental treatment.
NOTCH3 mutation analysis is now available in
several laboratories in Europe and the United States, providing
reliable and relatively fast molecular confirmation of the clinical
diagnosis.
Awareness of the hereditary aspects of the
disease and referral to clinical genetic centres, provides patients
and their families with tailored genetic counselling and information
on which to base decisions regarding family and life planning. In
this context, pre-implantation genetic diagnosis is currently being
considered for Dutch mutation carriers and their partners who want
to have children, but do not wish to burden their child with the
consequences of being a NOTCH3 mutation carrier.
REFERENCE LIST
1. Ruchoux MM, Domenga V, Brulin P, et al.
Transgenic mice expressing mutant notch3 develop vascular
alterations characteristic of cerebral autosomal dominant
arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy. Am J
Pathol 2003;162:329-342.
|