Závěrečná zpráva grantu 003/2002/C/1.LF

Název projektu:Studium molekulární a biochemické podstaty kardiomyopatií s poruchou mitochondriálního energetického metabolismu
Hlavní řešitel:Ing. Markéta Tesařová
Spoluřešitelé: Prof.MUDr. Jiří Zeman, DrSc.; Daniela Fornůsková; Ing. Kateřina Veselá
Období řešení:2002-2003
Celková dotace:537 tis. Kč

Souhrn výsledků

Častou komplikací mitochondriálních poruch energetického metabolismu je kardiomyopatie. Mechanismus vedoucí k srdeční nedostatečnosti u mitochondriálních poruch není zcela objasněn. Cílem navrhovaného projektu bylo studovat u skupiny pacientů s poruchou funkce dýchacího řetězce a kardiomyopatií přítomnost mutací v mtDNA a v genu SCO2, který kóduje asemblační protein nezbytný pro správnou funkci komplexu IV dýchacího řetězce.
Byla navržena a zavedena metoda sekvenování celé mtDNA. Touto metodou byla sekvenována mtDNA 6 pacientů s kardiomyopatií a poruchou funkce komplexů dýchacího řetězce. U dvou pacientů sekvenování doposud probíhá. U dalších dvou pacientů byla nalezena rozsáhlá delece v mtDNA (4,7 kb).
U jednoho pacienta byla nalezena mikrodelece 2 bází, 9205delTA. Mutace byla nalezena i u matky a babičky pacienta. Mutace byla ve všech tkáních pacietna homoplazmická, zatímco ve tkáních matky bylo nalezeno jenom cca 80% mutovaných molekul, ve tkáních babičky méně než 20%. Mutace je lokalizována na rozhraní genu MTATP6 a MTCOIII, kde ruší stop kodón genu MTATP6 a pozměňuje místo pro odštěpení trasnkritpů pro oba dva geny. Northern blot analýza prokázala snížené množství maturovaných mRNA pro ATP6 a COIII podjednotky. Elektroforetická analýza svalových mitochondrií pacienta zjistila nepřítomnost komplexu V (ATPsyntáza). Ve fibroblastech pacienta byla nalezena výrazně snížená aktivita komplexu IV (5% kontrol), zatímco ve fibroblastech matky byla tato aktivta těsně pod dolní hranicí normy. Tento  nález odpovídá různým hladinám heteroplazmie mtDNA mutace 9205delTA ve fibroblastech pacienta a jeho matky.
U šestého pacienta, kde byla sekvenovaná celá mtDNA, byla nalezena mutace A8348G v genu pro tRNALys. Restrikční analýzou bylo zjištěno, že tato mutace je homoplazmická ve všech výšetřovaných tkáních pacienta, stejně jako i v krvi jeho příbuzných po mateřské linii. Ve svalových mitochondriích pacienta byly nalezeny snížené aktivity komplexů I, I+III a IV. V srdečních mitochondriích byly zjištěny asemblační intermediáty komplexu IV.
Gen SCO2 byl analyzován celkem u 30 pacientů s izolovaným deficitem komplexu IV a kardiomyopatií. Mutace ve SCO2 genu byla nalezena u 7 pacientů. 5 pacientů bylo homozygotních pro mutaci G1541A, která ma zá následek změnu glutamátu za lysin, 1 pacient byl heterozygot G1541A/C1280T, mutace C1280T vede ke vzniku stop kodonu. Byla nalezena 1 nová mutace 1518delA v heterozygotní formě (G1541A/1518delA), která vede k posunu čtecího rámce a následně vzniku stop kodonu. U všech sedmi pacientů byla v izolovaných svalových, srdečních a mozkových mitochondriích nalezena snížená aktivita cytochrom c oxidázy. Naproti tomu ve fibroblastech byla aktivita COX normální. 2D-elektroforéza komplexů dýchacího řetězce ukázala snížené množství komplexu IV a jeho podjednotek. V jedné rodině s mutací ve SCO2 genu byla provedena prenatální diagnostika.