Intranet Areál web

Fyziologický ústav AV ČR

Špičková věda pro zdraví

Mitochondriální dysfunkce a Fanconiho syndrom


Vrozené poruchy energetické funkce dýchacího řetězce mitochondrií jsou příčinou celé řady závažných onemocnění, od nejtěžších encefalo-kardio-myopatií s nástupem příznaků záhy po narození až po tkáňově specifická onemocnění s mírnějším průběhem a nástupem v dospělosti.

Vyvolávající genetické defekty postihují jak mitochondriální genom (mtDNA), tak řadu jaderných genů.  Pokud se jedná o izolovaný defekt jednoho enzymového komplexu, může být postižena jak některá z jeho strukturních podjednotek, tak i různé faktory nezbytné pro správnou tvorbu daného komplexu a jeho zabudování do mitochondriální membrány.

Spolupráce pracovníků Fyziologického ústavu AV ČR a Ústavu dědičných poruch metabolizmu 1. Lékařské fakulty UK v rámci konsorcia  MITOCENTRUM umožnila objasnit genetickou příčinu Akadské varianty Fanconiho syndromu, generalizované a progresivní dysfunkce proximálních tubulů ledvin, spojené s intersticiální fibrózou plic. S pomocí exomového a genomového sekvenování v postižených rodinách se podařilo odhalit mutaci v nekódující části genu (tedy mimo sekvenci definující přímo aminokyselinové složení proteinu) pro asemblační faktor NDUFAF6 komplexu I respiračního řetězce – NADH dehydrogenázy.  Analýza patogenních transkriptů ukázala, že mutace vede ke ztrátě mitochondriální izoformy faktoru NDUFAF6 a následně k poruše tvorby a funkce respiračního komplexu I. Význam nalezené mutace pro rozvoj onemocnění byl potvrzen komplementací – po transfekci wtNDUFAF6 genu do fibroblastů pacienta došlo k odstranění předchozího enzymového defektu. Objasnění patogenního mechanismu Fanconiho syndromu umožní lepší diagnostiku a prevenci onemocnění v postižených rodinách a významně rozšiřuje naše znalosti o mitochondriálních chorobách spojených s poruchou respiračního komplexu I.


Imunohistochemická detekce exprese NDUFAF6 v plicním epitelu kontroly (A) a pacienta s Fanconiho syndromem (B) ukazuje reaktivní změny epitelu a snížený signál NDUFAF6 u pacienta.

 

 

Defekt komplexu I ve fibroblastech pacienta s Fanconiho syndromem je odstraněn po transfekci wtNDUFAF6.

A – Imunodetekce SDS-elektroforézou separovaných proteinů - NDUFAF6 faktoru, podjednotek komplexu I (NDUFA9, NDUFS3, NDUFB8), komplexů II a III a aktinu z fibroblastů kontroly (C), pacienta (P) and fibroblastů pacienta transfekovaných wt NDUFAF6 (P+NDUFAF6). B – Aktivita komplexu I a imunodetekce nativních komplexů I a III z digitoninem-solubilizovaných fibroblastů separovaných nativní polyakrylamidovou elektroforézou (CNE a BNE). CIII2 značí dimer komplexu III; CIII+CIV značí superkomplex komplexů III a IV a SC’s značí superkomplexy obsahující komplexy I, III a IV. C – ADP-stimulovaná oxidace komplex I-dependentních substrátů (pyruvát+maláte+glutamát) je významně snížená u pacienta (P) ve srovnání s kontrolou (C) a je signifikantně reaktivována po transfekci fibroblastů s wtNDUFAF6 (P+NDUFAF6). *P<0.05.

 

Hartmannová, Hana – Piherová, Lenka – Tauchmannová, Kateřina – Kidd, Kendrah – Acott, Phillip – Crocker, John – Oussedik, Youcef – Mallet, Marcel – Hodaňová, Kateřina – Stránecký, Vktor – Přistoupilová, Anna, Barešová, Veronika, Jedličková, Ivana, Zivná, Martina, Sovová, Jana, Hůlková, Helena – Robins, Vicki – Vrbacký, Marek – Pecina, Petr – Kaplanová, Vilma – Houštěk, Josef – Mráček, Tomáš – Thibeault, Yves – Bleyer, Anthony – Kmoch, Stanislav.  Acadian variant of Fanconi syndrome is caused by mitochondrial respiratory chain complex I deficiency due to a non-coding mutation in complex I assembly  factor NDUFAF6. Human Molecular Genetics. 2016, roč. 25(18), Sep 15, p. 4062-4079.   IF = 5.985