Real-Time Quaking-Induced Conversion
Synonym: PrPSc-Aggregationsassay
Definition
Real-Time Quaking-Induced Conversion, kurz RT-QuIC, ist eine Methode zum Nachweis kleinster Mengen fehlgefalteter Prionproteine. Sie wird zur Diagnostik von Prionenerkrankungen eingesetzt, insbesondere der sporadischen Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (sCJK).
Hintergrund
Das charakteristische neuropathologische Kennzeichen übertragbarer spongiformer Enzephalopathien ist das Vorhandensein von PrPSc, der pathologischen, potentiell-infektiösen Form der Prionproteine.
Methode
Das Prinzip der RT-QuIC beruht auf dem Nachweis der erhöhten Aggregationsneigung des pathologischen Prionproteins (PrPSc) im Untersuchungsmaterial (z.B. im Liquor cerebrospinalis oder in anderen Geweben und Körperflüssigkeiten).
Dabei wird die Fähigkeit von PrPSc genutzt, die Umwandlung von PrPC (physiologische Form, Alpha-Helix) in die fehlgefaltete Form (Beta-Faltblatt) zu induzieren. Diese Form führt im weiteren Verlauf zu einer Aggregation mit Entstehung von Fibrillen. Die Bildung dieser fehlgefalteten Prionaggregate kann durch Bindung des fluoreszierenden Farbstoffs Thyoflavin T in Echtzeit nachgewiesen werden.
Durch Nachahmung der selbstreplizierenden Eigenschaften des pathologischen Prionproteins kann die Menge von PrPSc, die oft nur sehr gering ist, durch mehrere Amplifikationsschritte bis zur Detektionsgrenze angereichert werden.
Die Sensitivität der RT-QuIC beträgt zwischen 69 und 89 %, die Spezifität liegt bei etwa 100 %.
Ablauf
Die RT-QuIC besteht aus mehreren Zyklen einer experimentell beschleunigten Prionenreplikation. Jeder dieser Zyklen besteht dabei aus zwei Phasen:
- Erste Phase: In dieser Phase interagieren kleinste Mengen von PrPSc mit einigen rekombinanten PrP-Molekülen, konvertieren diese und induzieren dadurch ein Wachstum von PrPSc-Polymeren.
- Zweite Phase: In dieser Phase werden die Polymere mittels doppel-orbitaler Vibration fragmentiert. Dadurch wird die Anzahl von potenziellen Nuklei in jedem Zyklus exponentiell gesteigert. PrPSc-Polymere werden während der Replikation per Fluoreszenzfarbstoff detektiert und ihre Zunahme über die Fluoreszenzintensität dargestellt.
Die RT-QuIC ist, anders als der Name vermuten lässt, ein relativ langer Prozess mit einer Dauer von etwa 30 bis 90 Stunden.
Interpretation
Die Methode wird durch folgende Faktoren beeinflusst:
Probenmaterial
Die Beurteilung der RT-QuIC kann u.a. durch das Vorhandensein einer erhöhten Erythrozyten- oder Leukozytenzahl sowie durch eine erhöhte Gesamtproteinkonzentration beeinflusst werden. Entsprechende Proben sind daher mit Vorsicht zu interpretieren.
Hinweis: Es wird empfohlen, dass die Liquorproben für die RT-QuIC-Analyse klar und farblos, mit einer Leukozytenanzahl von unter 10 x 106/L und einer Gesamtproteinkonzentration von unter 1 g/l sein sollten.
Genotyp
Die Methode scheint eine geringere Empfindlichkeit bei Patienten mit den seltenen Subtypen sCJD-MM2 (Methionin) und sCJD-VV1 (Valin) zu haben.
Klinik
RT-QuIC ist inzwischen ein wichtiger Bestandteil der klinischen Diagnostik der sporadischen Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (sCJK). Laut Diagnoserichtlinien genügt bei einem progressiven neurologischen Syndrom ein positiver Befund im RT-QuIC für die Diagnose einer wahrscheinlichen sCJK. Die sonstige Diagnostik der sporadischen Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung umfasst u.a. den Nachweis des 14-3-3-Proteins mittels Western Blot, das Vorhandensein triphasischer Sharp-Wave-Komplexe im EEG und Veränderungen im Kortex oder den Basalganglien im MRT.
Literatur
- Werner Hacke: Neurologie; Springer Verlag; 14. Auflage; 2016.
- RT-QuIC: a new test for sporadic CJD, abgerufen am 09.03.2021
- S1 Leitlinie für Diagnostik und Therapie in der Neurologie: Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, abgerufen am 09.03.2021