VEGA 2/0169/16

Dynamika a morfológia mitochondrií u transgénneho modelu Wolframovho syndrómu: význam pre ochranu srdca        

Vedúci projektu: Michal Cagalinec

Trvanie: január 2016 – december 2018
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava

Anotácia:

Wolframov syndróm (WS) je recesívne ochorenie spôsobené mutáciou Wfs1 génu. Wfs1 je exprimovaný vo vysokej miere v mozgu a srdci a je lokalizovaný v membráne endoplazmatického retikula (ER), kde moduluje hladinu vápnika a ER stres. Naviac, časť príznakov WS predstavujú príznaky typické pre mitochondriálne ochorenia. Túto skutočnosť podporujú aj naše predbežné výsledky, kde potlačenie expresie Wfs1 v neurónoch malo za následok zníženie frekvencie fúzií a fragmentáciu mitochondrií. Hoci vysoká expresia Wfs1 v srdci a srdcové komplikácie u WS nedávno zdokumentované zdôrazňujú význam Wfs1 v srdci, príčinou prevažnej väčšiny úmrtí pacientov ostávajú neurologické komplikácie. Ako je možné, že mutácie Wfs1, ktoré u pacientov spôsobujú závažné poškodenie mozgových funkcií sa neprejavia aj kardiálnymi príznakmi? Jedným z možných vysvetlení by mohlo byť, že v srdci existuje kompenzačný mechanizmus, ktorý nie je prítomný v neurónoch.

Kľúčové slová:

mitochondria, endoplazmatické retikulum, Wolframov syndróm, fúzia-delenie, vápnik, kontraktilita

Ciele:

Cieľom predkladaného projektu je objasniť, či u transgénnych myší s deléciou Wfs1 génu sú prítomné poruchy kontraktility srdca na orgánovej aj bunkovej úrovni. Ďalej, ak Wfs1 významne ovplyvňuje dynamiku a morfológiu mitochondrií v neurónoch, je dôležité ukázať, či tento jav je prítomný aj v kardiomyocytoch. Na vysvetlenie javu silného vplyvu ER-viazaného proteínu na mitochondrie chceme preskúmať, či tento jav je spôsobený tesnejšou interakciou ER a mitochondrií (pomocou elektrónovej mikroskopie) a/alebo je podkladom vápniková signalizácia (konfokálna mikroskopia).

Hlavná hypotéza: Aký mechanizmus kompenzuje nedostatok Wfs1 proteínu v kardiomyocytoch v prípade delécie Wfs1 génu? Mohol by sa tento ochranný mechanizmus dať aktivovať aj v neurónoch a napomôcť tak pri liečbe neurodegeneratívnych ako aj kardiovaskulárnych chorôb?

Cieľ 1: Je narušená mitochondriálna dynamika vo Wfs-/- myocytoch?
Cieľ 2: Spôsobuje deficiencia Wfs1 negatívne zmeny v ultraštruktúre mitochondrií? Sú tieto rozdielne v porovnaní s neurónmi?
Cieľ 3: Dokáže Wfs1 proteín indukovať tesnejší kontakt mitochondrií a ER?
Cieľ 4: Je poškodená cytoplazmatická dynamika vápnika a kontraktilita myocytov izolovaných z Wfs1-/- zvierat?

Publikácie: