スターガルト病におけるイントロニックABCA4バリアントの詳細な表現型と治療戦略

Detailed Phenotyping and Therapeutic Strategies for Intronic ABCA4 Variants in Stargardt Disease.

• Mubeen Khan
• Gavin Arno
• Ana Fakin
• David A Parfitt
• Patty P A Dhooge
• Silvia Albert
• Nathalie M Bax
• Lonneke Duijkers
• Michael Niblock
• Kwan L Hau
• Edward Bloch
• Elena R Schiff
• Davide Piccolo
• Michael C Hogden
• Carel B Hoyng
• Andrew R Webster
• Frans P M Cremers
• Michael E Cheetham
• Alejandro Garanto
• Rob W J Collin

抄録

スターガルト病は、ATP結合カセット、サブファミリーA、メンバー4トランスポータータンパク質をコードするABCA4遺伝子のバイアレル変異によって引き起こされる進行性の網膜障害である。過去数年の間に、我々はABCA4のイントロン内に存在するいくつかの病原性のある変異体を同定してきたが、その中には、イントロン36に再発する変異体（c.5196+1137G>A）も含まれており、その病原性についてはこれまで議論の余地があった。この変異体の臨床的特徴を詳細に調べたところ、その病原性が確認され、中程度の重症度の対立遺伝子に分類されました。さらに、イントロン36に集積しているABCA4変異体をいくつか発見した。これらの変異体のいくつかは、ABCA4の異常なスプライシング、すなわち偽エクソンの混入をもたらしたが、再発性のc.5196+1137G>A変異体によるスプライシング欠損は、患者由来の人工多能性幹細胞を網膜様細胞に分化させると強く増加した。最後に、すべてのスプライシング欠損は、偽エクソン挿入を特異的にブロックするように設計されたアンチセンスオリゴヌクレオチドを投与することにより、c.5196+1137G>A変異体を持つ3D網膜オルガノイドでの救出を含めて、すべてのスプライシング欠損を修復することができました。これらのデータは、ABCA4におけるイントロニックバリアントの重要性を示しており、スターガルト病のスプライシング障害を克服するための治療法の可能性を広げています。

Stargardt disease is a progressive retinal disorder caused by bi-allelic mutations in the ABCA4 gene that encodes the ATP-binding cassette, subfamily A, member 4 transporter protein. Over the past few years, we and others have identified several pathogenic variants that reside within the introns of ABCA4, including a recurrent variant in intron 36 (c.5196+1137G>A) of which the pathogenicity so far remained controversial. Detailed clinical characterization of this variant confirmed its pathogenic nature, and classified it as an allele of intermediate severity. Moreover, we discovered several additional ABCA4 variants clustering in intron 36. Several of these variants resulted in aberrant splicing of ABCA4, i.e., the inclusion of pseudoexons, while the splicing defects caused by the recurrent c.5196+1137G>A variant strongly increased upon differentiation of patient-derived induced pluripotent stem cells into retina-like cells. Finally, all splicing defects could be rescued by the administration of antisense oligonucleotides that were designed to specifically block the pseudoexon insertion, including rescue in 3D retinal organoids harboring the c.5196+1137G>A variant. Our data illustrate the importance of intronic variants in ABCA4 and expand the therapeutic possibilities for overcoming splicing defects in Stargardt disease.

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