Zameraná myotubulárna myopatia - MedMix
Myotubulárna myopatia zabraňuje takmer nezávislému dýchaniu u novorodencov. Nedávno boli zistené poruchy tejto zriedkavej dedičnej svalovej poruchy.
Vedci v Berlíne prišli na to, prečo bunky od pacientov trpiacich na zriedkavé myotubulárne myopatie svalových chorôb nefungujú správne. Práca nedávno publikovaná v časopise Nature objasnila, ako je riadený dynamický bunkový proces, ktorý je nevyhnutný pre vývoj a funkciu svalov, pomocou drobných zmien v určitých membránových lipidoch.
Myotubulárna myopatia - najťažšia forma centronukleárnej myopatie
Ak sa dieťa narodí s myotubulárnou myopatiou, najvážnejšou formou centronukleárnej myopatie (známej tiež ako XLCNM), ťažko samo dýcha. Svaly sú zakrpatené, novorodenec leží ochabnutý v paži a niekedy je dokonca príliš slabý na to, aby sa napil. Deti so zriedkavým ochorením svalov zvyčajne neprežijú prvých pár mesiacov života. Skupina okolo Volkera Hauckeho z Leibnizovho ústavu pre molekulárnu farmakológiu (FMP) v Berlíne teraz skúmala Moléculaire Cellulaire (IGBMC) v Štrasburgu a Carsten Schultz z Európskeho laboratória pre molekulárnu biológiu (EMBL) v Heidelbergu v spolupráci s laboratóriami Jocelyn Laporte z Institut Génétique čo sa s touto chorobou pokazí na molekulárnej úrovni - a narazilo na všeobecný organizačný princíp v bunkách.
Doteraz sa vedelo, že dedičné ochorenie je porucha génu MTM1, ktorá bráni správnemu fungovaniu svalových vlákien. Gén kóduje enzým, ktorý sa špecializuje na odhryzovanie skupín fosfátov z hláv určitých membránových lipidov nazývaných fosfoinozitidfosfáty (PIP). Bunky používajú PIP na označenie svojich kompartmentov a na riadenie transportu látok. „Bunka je veľmi dynamický systém, ktorý si môžeme predstaviť ako metropolu, v ktorej sa ľudia pohybujú tam a späť,“ vysvetľuje Volker Haucke. „Podľa príležitosti sa ľudia prezliekajú - do chvostov si vezmete trochu inú identitu, ako keď prídete v džínsoch a mikine, v pyžame vás do opery nepustia. Podobným spôsobom sa kompartmenty a transportné vezikuly v bunkách obliekajú do rôznych PIP a tým menia svoju identitu.
„Každý PIP sa skladá z chvosta rozpustného v tukoch, ktorý je zakotvený v membráne bunkových kompartmentov, a z vodorozpustnej hlavice, ktorá vyčnieva z membrány. Hlava môže byť vybavená fosfátmi na rôznych miestach, fosfátové skupiny sú oddelené enzýmami a pridané na iných miestach. Toto je minimálna zmena, ktorá sa odohráva bleskovo, ale ktorú je možné jasne prečítať z bunky. Napríklad pripojením fosfátovej skupiny k určitej polohe je zrejmé, že transportný kontajner patrí do bunky; Ak je inak vybavený fosfátom, migruje na vonkajšiu bunkovú membránu, zakotví tam a uvoľní svoj náklad do otvoreného priestoru.
Takýto transport sa u pacientov s myotubulárnou myopatiou zastaví, čo dokázala Katharina Ketel zo skupiny Haucke pomocou zložitých experimentov a obrázkov vo vysokom rozlíšení z vnútra bunky. Príčinou ochorenia je genetický defekt v MTM1, enzýme, ktorý odstraňuje fosfátové skupiny z PIP a funguje iba v spolupráci s iným enzýmom, ktorý pridáva fosfátovú skupinu do inej časti hlavy. Toto objasňuje, ako sú smerované dynamické procesy v bunkách, a ukazuje, ako môže štúdium zriedkavého dedičného ochorenia viesť k objaveniu molekulárnych mechanizmov, ktoré sú nevyhnutné pre fungovanie našich buniek. „Žiadne fosfátové skupiny sa z PIP nikdy neodstránia jednoducho, pretože bunkový kompartment by bol zrazu bez identity - to by znamenalo stratu pamäti, už by nevedel, odkiaľ pochádza a kam má ísť,“ vysvetľuje Volker Haucke.
„Pridaním syntetických PIP s určitým kódom sme boli schopní manipulovať s transportom kontajnera a ukázať tak, že konverzia PIP identity je v skutočnosti problémom v bunkách pacientov s XLCNM,“ dodáva Carsten Schultz.
„U pacientov s XLCNM niektoré z transportných obalov uviazli vo vnútri bunky, ktorá by mala skutočne prenášať proteíny na povrch bunky, pretože fosfátová skupina sa nedá odstrániť pomocou určitého PIP,“ hovorí Jocelyn Laporte, odborníčka na XLCNM a spoluautorka štúdie. „Vo svaloch sa proteíny, ktoré sú potrebné na to, aby sa mohla vytvoriť ich integrita a funkcia, nedostanú na správne miesto v bunke.“ Pri experimentoch s bunkovou kultúrou boli vedci FMP schopní znovu začať transport s určitou účinnou látkou. To by bol východiskový bod pre vývoj liekov na liečbu závažnej a v súčasnosti nevyliečiteľnej dedičnej choroby.