[Hereditary Parkinson’s disease as a new clinical manifestation of the damaged POLG gene]

Orv Hetil. 2020 May 1;161(20):821-828. doi: 10.1556/650.2020.31724.
[Article in Hungarian]

Abstract

The protein product of the nuclear-encoded POLG gene plays a key role in the maintenance of mitochondrial DNA replication, and its failure causes multi-system diseases with varying severity. The clinical spectrum is extremely wide, and the most common symptoms include ptosis, myoclonus, epilepsy, myopathy, sensory ataxia, parkinsonism, cognitive decline and infertility. Now, it is known that mitochondrial dysfunction in Parkinson's disease plays a key role in the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra. Therefore, changes in the POLG gene may influence the development of various hereditary neurodegenerative diseases, including monogenic parkinsonism. However, only limited information is available on the relationship between Parkinson's disease and POLG gene and until now, there are no available data about the Hungarian population. In our study, we performed a next-generation sequencing study of 67 Hungarian patients with parkinsonism and analyzed the potentially damaging alterations in the POLG gene. 3 patients have been identified with a potential pathogen variant. In this study, we would like to call attention to the fact that during the differential diagnosis of parkinsonism, the possible involvement of POLG gene should be kept in mind. Especially in the presence of additional symptoms, such as ophthalmoparesis, non-vascular white matter lesions, psychiatric comorbidity, and relatively early age of onset, the POLG gene should be taken into consideration. Based on previous data from the literature and our own experience, we have summarized a possible diagnostic approach for POLG-associated parkinsonism. Orv Hetil. 2020; 161(20): 821-828.

A nukleárisan kódolt POLG-gén fehérjeterméke kulcsszerepet játszik a mitokondriális DNS replikációjának fenntartásában, és hibája különböző súlyosságú, több szervrendszert érintő betegségeket okoz. A klinikai spektrum rendkívül tág, a leggyakrabban előforduló tünetek közé tartozik többek között a ptosis, a myoclonus, az epilepszia, a myopathia, a szenzoros ataxia, a parkinsonizmus, a kognitív hanyatlás és az infertilitás is. Ma már ismert, hogy a Parkinson-kór kialakulása során a mitokondriális diszfunkció is nagy jelentőséggel bír a substantia nigra dopaminerg sejtjeinek elhalásában. Ezért a POLG-génben bekövetkező változások befolyásolhatják a különböző örökletes neurodegeneratív betegségeknek, így a monogénes parkinsonizmusnak a kialakulását is. A Parkinson-kór és a POLG kapcsolatáról azonban még kevés az elérhető információ, és ez idáig a magyar populációra vonatkozó adatok sem álltak rendelkezésünkre. Vizsgálatunk során 67 magyar, a parkinsonizmus tüneteit mutató páciens esetében újgenerációs szekvenálást végeztünk, és a POLG-génben található, potenciálisan káros variánsokat elemeztük. 3 beteg esetében azonosítottunk potenciálisan kóroki eltérést. Közleményünkkel arra szeretnénk felhívni a figyelmet, hogy a parkinsonizmus differenciáldiagnózisa során az esetleges POLG genetikai érintettségét is figyelembe kell venni. Különösen olyan plusztünetek jelenlétekor, mint az ophthalmoparesis, a nem vascularis típusú fehérállományi laesiók, a pszichiátriai komorbiditás és a tünetek viszonylag korai indulása. Korábbi irodalmi adatok és saját tapasztalataink alapján összefoglaltuk a POLG-asszociált parkinsonizmus lehetséges diagnosztikai megközelítését is. Orv Hetil. 2020; 161(20): 821–828.

Keywords: POLG; Parkinson-kór; Parkinson’s disease; new-generation sequencing; parkinsonism; parkinsonizmus; újgenerációs szekvenálás.

MeSH terms

  • Comorbidity
  • DNA Polymerase gamma / genetics*
  • DNA, Mitochondrial / metabolism
  • Genetic Predisposition to Disease*
  • Humans
  • Hungary
  • Mental Disorders / genetics
  • Mutation
  • Ophthalmoplegia / genetics
  • Parkinson Disease / diagnosis
  • Parkinson Disease / genetics*
  • Parkinsonian Disorders / genetics

Substances

  • DNA, Mitochondrial
  • DNA Polymerase gamma
  • POLG protein, human