Incidence of mutations in the PARK2, PINK1, PARK7 genes in Polish early-onset Parkinson disease patients

Background and purposeParkinson disease (PD) is a complex disease, comprising genetic and environmental factors. Despite the vast majority of sporadic cases, three genes, i.e. PARK2, PINK1 and PARK7 (DJ-1), have been identified as responsible for the autosomal recessive form of early-onset Parkinson disease (EO-PD). Identified changes of these genes are homozygous or compound heterozygous mutations. The frequency of PARK2, PINK1 and PARK7 mutations is still under debate, as is the significance and pathogenicity of the single heterozygous mutations/variants, which are also detected among PD patients. The aim of the study was to analyze the incidence of autosomal recessive genes PARK2, PINK1, PARK7 mutations in Polish EO-PD patients.Material and methodsThe analysis of the PARK2, PINK1 and PARK7 genes was performed in a group of 150 Polish EO-PD patients (age of onset < 45 years). Mutation analysis was based on sequencing and gene dosage abnormality identification.ResultsMutations were identified only in the PARK2 and PINK1 genes with the frequency of 4.7% and 2.7% of subjects, respectively. In PARK2, point mutations and exons' rearrangements, and in PINK1 only missense mutations were detected. In both genes mutations were found as compound heterozygous/homozygous and single heterozygous. EO-PD patients’ genotype-phenotype correlation revealed similarities of clinical features in mutation carriers and non-carriers.ConclusionsThe frequency of the PARK2, PINK1, PARK7 mutations among Polish EO-PD patients seems to be low. The role of single heterozygous mutations remains a matter of debate and needs further investigations.

StreszczenieWstęp i cel pracyPomimo że wśród osób z chorobą Parkinsona (ChP) dominują przypadki sporadyczne, trzy geny: PARK2, PINK1 i PARK7, zostały scharakteryzowane jako odpowiedzialne za występowanie autosomalnie recesywnej postaci ChP o wczesnym początku. Mutacje w tych genach mogą mieć charakter zmian homozygotycznych lub heterozygotycznych złożonych, dotyczących obu alleli. U części pacjentów identyfikuje się tylko mutacje jednoalleliczne, a ich udział w patogenezie ChP pozostaje wciąż sprawą kontrowersyjną. Celem badania jest analiza częstości występowania i rodzaju mutacji w genach PARK2, PINK1 i PARK7 w polskiej populacji chorych na ChP o wczesnym początku.Material i metodyAnalizę występowania mutacji w genach PARK2, PINK1 i PARK7 przeprowadzono w grupie 150 polskich pacjentów z ChP o wczesnym początku (wiek w chwili wystąpienia objawów choroby < 45 lat). Badanie obejmowało analizę sekwencji kodujących wszystkich genów oraz identyfikację rearanżacji (delecje/duplikacje) w ich obrębie. W analizach mutacji wykorzystano bezpośrednie sekwencjonowanie genów oraz metodę MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification).WynikiMutacje zidentyfikowano tylko w genach PARK2 i PINK1 z częstością odpowiednio 4,7% i 2,7%. W genie PARK2 znaleziono mutacje punktowe oraz rearanżacje, natomiast w PINK1 tylko mutacje punktowe typu zmiany sensu. Zidentyfikowane mutacje występują zarówno jako heterozygotyczne złożone/homozygotyczne, jak i jednoalleliczne. Korelacja fenotypowo-genotypowa wśród pacjentów z ChP o wczesnym początku jest podobna zarówno dla nosicieli, jak i dla osób bez mutacji.WnioskiCzęstość występowania mutacji w genach PARK2, PINK1 i PARK7 wśród polskich pacjentów z wczesną postacią ChP wydaje się mała. Rola pojedynczych heterozygotycznych mutacji w patogenezie ChP o wczesnym początku pozostaje sprawą dyskusyjną i w celu jej wyjaśnienia potrzebne są dalsze badania.