Nový faktor biogeneze ATP syntázy
Studium molekulární podstaty mitochondriálních onemocnění má v ČR dlouhou tradici. Probíhá na základě spolupráce mezi pracovišti 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy (Ústavem dědičných metabolických poruch 1. LF UK a VFN a Kliniky dětského a dorostového lékařství 1. LF UK a VFN) a Fyziologickým ústavem Akademie věd ČR a umožňuje systematický a mezioborový přístup, od pacienta po postižené geny.
V současné době dosáhly týmy spolupracující na tomto výzkumu, pod vedením prof. MUDr. Jiřího Zemana, DrSc. (Klinika dětského a dorostového lékařství 1. LF UK a VFN), Ing. Stanislava Kmocha, CSc. (Ústav dědičných metabolických poruch 1. LF UK a VFN), a MUDr. Josefa Houšťka, DrSc. (Fyziologický ústav, AV ČR), významného výsledku. Stal se jím objev nové mitochondriální nemoci, která postihuje již novorozence a která je vyvolána poruchou mitochondriální ATP syntázy, klíčového enzymu tvorby ATP. ATP syntáza je jedním z největších proteinových komplexů vnitřní mitochondriální membrány. Vzniká postupným spojováním šestnácti různých podjednotek za pomoci zatím převážně neznámých pomocných faktorů. Těch byla popsána řada u kvasinek, ale jen tři jsou známy u savců. U řady pacientů s poruchou mitochondriální energetiky byla nalezena porucha ATP syntázy, která měla normální, nezměněnou strukturu, ale její obsah v mitochondriích byl snížen na méně než 30 procent. Pomocí metod molekulární genetiky (celogenomové mapování, exprese genů, analýzy DNA sekvencí) byla v buněčných kulturách kožních buněk pacientů nalezena mutace genu TMEM70, která brání tvorbě mitochondriálního proteinu. Genetická podstata choroby byla potvrzena vnesením zdravého genu TMEM70 do postižených buněk, které obnovilo tvorbu plně funkční ATP syntázy. Mutace TMEM70 genu byla následně prokázána u více než třiceti pacientů z ČR, Slovenska, Rakouska, Německa a dalších zemí.
Dosažené výsledky ukázaly, že TMEM70 je nezbytným faktorem pro tvorbu ATP syntázy a jeho mutace jsou častou příčinou závažné dědičné poruchy. Rozpoznání genů odpovědných za nová onemocnění má zásadní význam pro diagnostiku, prevenci a budoucí terapeutické přístupy u postižených rodin. Současně představuje jednu z cest k objasnění dosud neznámých faktorů v biosyntéze mitochondriálního energetického aparátu.
Úspěšné dokončení studie bylo umožněno využitím nových biofyzikálních a molekulárně genetických metod, které jsou cíleně rozvíjeny v Centru pro aplikovanou genomiku AV ČR. Finanční podporu poskytly Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Univerzita Karlova v Praze a Ministerstvo zdravotnictví ČR v rámci grantů a institucionálních programů.
Zdroj: