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09.11.2018 | Original Article

The aminoglycoside geneticin permits translational readthrough of the CTNS W138X nonsense mutation in fibroblasts from patients with nephropathic cystinosis

Zeitschrift:
Pediatric Nephrology
Autoren:
Emma J. Brasell, LeeLee Chu, Reyhan El Kares, Jung Hwa Seo, Robin Loesch, Diana M. Iglesias, Paul Goodyer
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s00467-018-4094-0) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Background

Cystinosis is an ultrarare disorder caused by mutations of the cystinosin (CTNS) gene, encoding a cystine-selective efflux channel in the lysosomes of all cells of the body. Oral therapy with cysteamine reduces intralysosomal cystine accumulation and slows organ deterioration but cannot reverse renal Fanconi syndrome nor prevent the eventual need for renal transplantation. A definitive therapeutic remains elusive. About 15% of cystinosis patients worldwide carry one or more nonsense mutations that halt translation of the CTNS protein. Aminoglycosides such as geneticin (G418) can bind to the mammalian ribosome, relax translational fidelity, and permit readthrough of premature termination codons to produce full-length protein.

Methods

To ascertain whether aminoglycosides permit readthrough of the most common CTNS nonsense mutation, W138X, we studied the effect of G418 on patient fibroblasts.

Results

G418 treatment induced translational readthrough of CTNSW138X constructs transfected into HEK293 cells and expression of full-length endogenous CTNS protein in homozygous W138X fibroblasts.

Conclusions

Reduction in intracellular cystine indicates that the CTNS protein produced is functional as a cystine transporter. Interestingly, similar effects were seen even in W138X compound heterozygotes. These studies establish proof-of-principle for the potential of aminoglycosides to treat cystinosis and possibly other monogenic diseases caused by nonsense mutations.

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Suppl. Fig. 1. Half-cystine in CTNSW138X/W138X fibroblasts after treatment with different concentrations of G418. Half-cystine was measured after 24-hour exposure to G418 (200ug/mL) and normalized to total cell protein in A. WG1012 (n = 1-6) and B. WG1986 (n = 2-3) CTNSW138X/W138X fibroblasts. (AI 1993 kb)
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Suppl. Fig. 2. Time course of half-cystine in a CTNSW138X/W138X fibroblast line after treatment with G418. Half-cystine was measured after exposure to G418 (200ug/mL) for 24-72 hours and normalized to total cell protein in WG1012 CTNSW138X/W138X fibroblasts (n = 1). (AI 1773 kb)
467_2018_4094_MOESM2_ESM.ai
Literatur
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