|
|
Congenital disorders of glycosylation and their impact on cellular and energetic metabolism
Rychtárová, Lucie ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Hodek, Petr (oponent) ; Pecinová, Alena (oponent)
Dědičné poruchy glykosylace (CDG) jsou velkou skupinou více než 160 typů metabolických poruch způsobených genetickými defekty, které vedou k poruše biosyntézy a modifikace glykanů. Nezastupitelnou roli v biosyntéze glykanů hraje lipid dolichol. Glykany hrají klíčovou roli ve funkci a struktuře proteinů a lipidů a jejich nedostatek vede k závažným klinickým příznakům. CDG se obvykle projevuje v dětství jako multisystémová porucha. Rodiny tak čelí závažnému zdravotnímu problému vzhledem k progresivní a velmi variabilní povaze onemocnění, nepříznivé prognóze a až na výjimky nedostupnosti léčby. V současné době stále nemáme k dispozici dostatečnou paletu metod k rozpoznání vzácných typů CDG a naše znalosti patofyziologie CDG jsou zatím omezené. Prvním cílem práce bylo optimalizovat metodu stanovení izoforem dolicholu a studovat je ve fyziologii a patologii. Druhým cílem práce bylo prozkoumat bioenergetický stav a celkový metabolismus u nejčastějšího typu CDG - poruchy fosfomanomutázy 2 (PMM2-CDG), au CDG způsobených defektem biosyntézy dolicholu. Pomocí optimalizované metody byla v populaci charakterizována distribuce izoforem dolicholu v moči. Profil izoforem dolicholu se mění s věkem, což naznačuje možné změny fyzikálních vlastností membrán během stárnutí v důsledku proporcionální změny izoforem...
|
|
|
The study of mitochondrial energy-metabolism maturation
Křížová, Jana ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Pecina, Petr (oponent) ; Rauchová, Hana (oponent)
Během nitroděložního vývoje savců se plod nachází hypoxickém prostředí. Pro umožnění správné postnatální adaptace na vnější podmínky je v tkáních plodu po narození nezbytný rychlý přechod z glykolytického na oxidativní metabolismus zajišťovaný mitochondriemi. Mitochondriální maturace je složitý proces, který je přesně regulován, mimo jiné i na transkripční úrovni. Pomocí technik jako je analýza mikročipů, kvantitativní PCR, měření enzymových aktivit nebo hladiny koenzymu Q jsme v jaterní tkáni a kosterním svalu potkanů popsali akceleraci mitochondriálního metabolismu v perinatálním období a výsledky korelovali s analýzou u člověka. Ze 1546 testovaných mitochondriálních genů jsme u potkana zjistili statisticky významné rozdíly v expresi u 1119 z nich v játrech a u 827 ve svalech. K nejvýznamnější změně v expresi genů došlo v játrech mezi 20. a 22. dnem březosti, což naznačuje, že plod potkana je připraven na přechod do vnějších podmínek nejméně 2 dny před narozením. Změny hladiny koenzymu Q u potkana i člověka ukazují, že množství koenzymu Q je v prenatálním období nízké, po narození se zvyšuje v obou tkáních. Atypickou kinázu Coq8ap jsme popsali jako enzym, jehož exprese se po narození významně zvyšuje. Byla již dříve predikována jako regulátor biogeneze koenzymu Q, ale substráty i mechanismus...
|
|
|
Studium změn struktury a energetického metabolismu mitochondrií u pacientů s Huntingtonovou chorobou a u transgenního modelu miniprasete
Vanišová, Marie ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Mühlbäck, Alžbeta (oponent)
Huntingtonova nemoc (HN) je závažné neurodegenerativní onemocnění s autosomálně dominantní dědičností. HN vzniká následkem expanze CAG tripletu v genu pro protein huntingtin (Htt), která vede k poškození a ztrátě funkcí tohoto proteinu. Htt je nezbytný při vývoji nervové soustavy, podílí se na axonálním transportu, regulaci exprese genů mitochondriálního metabolismu nebo spermiogenezi. U HN je nejvýznamněji poškozena nervová tkáň, ale patologické změny spojené s nemocí jsou detekovány v celém organismu. V současné době neexistuje uspokojivá léčba. U pacientů s HN bylo prokázáno, že mitochondriální poškození významně ovlivňuje progresi nemoci, avšak mechanismy vzniku mitopatie a její další rozvoj se všemi dopady na fyziologii tkání u HN dosud nejsou zcela objasněny. Cílem disertační práce bylo studium poškození energetického metabolismu, uspořádání mitochondriální sítě a ultrastruktury mitochondrií u HN ve vybraných tkáních pacientů a u modelového transgenního prasete pro HN (TgHN). Dále bylo snahou nalézt a charakterizovat mitochondriální biomarker HN, který by dobře odrážel patologický obraz momentálního stavu pacienta a v průběhu rozvoje onemocnění. Studovaným materiálem od pacientů s HN byly buňky bukální sliznice, lymfocyty izolované z periferní krve a kultivované kožní fibroblasty. Od TgHN...
|
|
|
Studium energetického metabolismu u pacientů s poruchou mitochondriální translace
Hýbl, Martin ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Čermáková, Michaela (oponent)
Mitochondrie jsou semiautonomní organely obsahující vlastní DNA. Lidská mitochondriální DNA (mtDNA) kóduje celkem 37 genů: 13 podjednotek komplexů systému oxidační fosforylace (OXPHOS), 22 molekul transferových RNA (tRNA) a 2 molekuly ribosomální RNA (rRNA). Patogenní mutace v genech spojených s mitochondriální translací jsou častou příčinou vzniku mitochondriálních onemocnění. Tyto mutace mohou být nalezeny v mtDNA, nebo v jaderných genech kódujících ribosomální proteiny, iniciační, elongační a terminační faktory, enzymy modifikující mitochondriální tRNA a aminoacyl-tRNAsynthetasy. Mitochondriální aminoacyltRNAsynthetasy (mt-aaRS) jsou enzymy katalyzující připojení jednotlivých aminokyselin ke specifickým tRNA. Cílem bakalářské práce bylo seznámení se s prací v laboratoři tkáňových kultur. V rámci přípravy vzorků pro následující experimenty byly kultivovány kožní fibroblasty od pěti pacientů s poruchou mt-aaRS (AARS2, DARS2, NARS2, SARS2) a kontrolních linií v glukosovém a galaktosovém médiu. Následně byl optimalizován postup pro stanovení rovnovážného množství vybraných podjednotek komplexů systému OXPHOS, který byl aplikován při analýze fibroblastů od pěti pacientů s poruchou mt-aaRS. Při kultivaci buněk v glukosovém mediu bylo u čtyř pacientů pozorováno snížení hladin některých podjednotek...
|
|
|
Modulation of Mitophagy in Huntington Disease
Šonský, Ivan ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Huntingtonova choroba (HD) je dědičné neurodegenerativní onemocnění charakterizované přítomností špatně se skládajícího mutovaného proteinu huntingtinu (HTT), který je náchylný k agregaci. Mutace v proteinu huntingtinu (mHTT) vede k nadměrnému prodloužení polyglutaminového řetězce, což způsobuje jeho toxicitu. Přítomnost mHTT následně vede k postupné ztrátě striatálních "medium spiny" neuronů. Správná funkce neuronů mj. závisí na stavu jejich mitochondrií. Je proto důležité, aby zůstaly zachovány biologické procesy, které zajišťují obrat a kontrolu kvality mitochondrií. Takovým procesem je především mitofagie. Mutovaný HTT má negativní dopad na mitofagii, což znemožňuje autofagozómům pohlcování mitochondrií a vede tak k akumulaci poškozených mitochondrií u HD. I když je mitofagie považována za základní buněčný proces, nejsou zatím známy téměř žádné látky, které by mitofagii specificky ovlivňovaly. Naše předchozí studie ukázaly, že mitochondriální defekty spojené s HD můžeme sledovat i ve snáze dostupných extraneuronálních tkáních, jakými jsou kožní fibroblasty. Cílem předkládané práce bylo studovat mitofagii na modelu kultivovaných kožních fibroblastů od pacientů s HD a kontrol a testovat použití neuroprotektivní látky MIND4-17 pro selektivní ovlivnění mitofagie. Výsledky práce ukázaly, že látka...
|
|
| |
|
|
Komplex I mitochondriálního dýchacího řetězce a jeho poruchy.
Rodinová, Marie ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
NADH: ubichinon oxidoreduktáza (Komplex I) je multipodjednotkový proteinový komplex vnitřní mitochondriální membrány a je největším a nejsložitějším komplexem systému oxidativní fosforylace, který vytváří převážnou většinu energie pro eukaryotické buňky. Je složen ze 45 podjednotek, z nichž 7 je kódováno mitochondriální DNA a zbylých 38 jadernou DNA. Strukturu tvoří dvě ramena spojená do tvaru písmene L, z nichž jedno je zanořeno do vnitřní mitochondriální membrány a druhé směřuje do matrix. Komplex I oxiduje molekulu NADH, přičemž tento proces je spřažen s pumpováním protonů do intramembránového prostoru, kde se tvoří gradient H+ , který je následně využit pro syntézu ATP. Poruchy komplexu I představují rozsáhlou, klinicky i geneticky heterogenní skupinu onemocnění mitochondriálního energetického metabolismu Při poruchách NADH: ubichinon oxidoreduktázy dochází především ke snížení aktivity i množství komplexu, poklesu produkce ATP, změnám membránového potenciálu i morfologii mitochondrií a mitochondriální sítě a roste produkce reaktivních forem kyslíku. Kombinace těchto jevů ústí v závažné dědičné poruchy metabolismu, jejichž prognóza je nepříznivá a léčba v současné době nedostupná.. Cílem této práce je snaha podat přehled o současných znalostech struktury, asemblace a funkce komplexu I...
|
|
|
Fumaráthydratáza jako tumorový supresor
Kedrová, Kateřina ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Befekadu, Asfaw (oponent)
2 Abstrakt Fumaráthydratáza (fumaráza, EC 4.2.1.2) katalyzuje reverzibilní hydrataci fumarátu na S-malát. U savců přeměňuje fumarát v mitochondriální matrix, jako součást citrátového cyklu, a v cytosolu, kde vzniká například při odbourávání skeletu některých aminokyselin, při přeměňování amoniaku na močovinu nebo při syntéze purinových nukleotidů. V lidských buňkách je fumaráza kódovaná genem FH lokalizovaným na chromosomu 1 (1q42.1). Gen FH obsahuje 10 exonů a kóduje protein o velikosti 510 aminokyselin včetně signální sekvence na N-konci polypeptidového řetězce. Zárodečné heterozygotní mutace genu FH byly nalezeny u dvou autozomálně dominantních syndromů. Jedná se o mnohonásobnou kožní a děložní leiomyomatózu (MCUL1 nebo MCL) a dědičnou leiomyomatózu a rakovinu ledvinných buněk (HLRCC). Ve většině nádorů těchto pacientů byla nalezena také ztráta heterozygozity genu FH, která naznačuje, že se zde může jednat o Knudsonův "two-hit" model rozvoje tumoru. Gen FH se tedy v těchto případech chová jako tumor supresorový. Cílem bakalářské práce bylo v souboru 22 vzorků děložních leiomyomů od pacientek ve věku 21-31 let stanovit množství a aktivitu fumaráthydratázy. Jako kontrolní vzorek byl použit děložní leiomyom od pacientky, jejíž věk byl 38 let. Ve třech vzorcích nebyla aktivita fumarázy a kontrolního enzymu...
|
|
|
Studium mitochondriální ultrastruktury a funkcí u vybraných mitochondriálních a lysosomálních střádacích chorob
Kostková, Olga ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Šmíd, František (oponent) ; Hyánek, Josef (oponent)
Disertační práce byla vypracována v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch, Kliniky dětského a dorostového lékařství, 1. LF UK v Praze a ve spolupráci s Ústavem dědičných metabolických poruch, 1. LF UK v Praze. Práce vychází z dlouhodobého zaměření pracoviště na studium mitochondriálních onemocnění a spojuje problematiku primárně mitochondriálních onemocnění a sekundárních mitochondriálních poruch u vybraných lysosomálních střádacích onemocnění. Mitochondriální onemocnění představují skupinu závažných onemocnění s nástupem od novorozeneckého věku až do dospělosti a u většiny pacientů mají velmi vážný průběh. Mitochondrie jsou hlavním producentem energie v savčí buňce a poruchy systému OXPHOS mají zásadní dopady především na tkáně s vysokou energetickou náročností. Obdobný fenotyp je společný i pro řadu lysosomálních střádacích onemocnění. I při známé molekulární podstatě mitochondriálních i lysosomálních onemocnění je stále obtížné odhadnout klinický průběh onemocnění i prognózu. Funkce mitochondrií se neomezuje pouze na produkci energie, ale hraje i významnou úlohu ve spouštění apoptózy, v produkci volných radikálů, je významným místem vápníkového metabolismu a poškozené mitochondrie se stávají cílem autofagie kontrolované lysosomy. Naše výsledky umožňují: 1. lépe porozumět tkáňově specifickému...
|
|
|
Využití průtokové cytometrie pro diagnostiku a charakterizaci dědičných poruch glykosylace
Veselá, Šárka ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Hodek, Petr (oponent)
Dědičné poruchy glykosylace (CDG) jsou vzácná multisystémová metabolická onemocnění, jejichž počet v posledních letech výrazně narůstá. Projevují se velmi širokým spektrem klinických příznaků. Ve většině případů jsou způsobeny mutací genů kódujících enzymy glykosylační dráhy. Na základě typu poruchy jsou syndromy CDG děleny do skupin: poruchy N-glykosylace nebo O-glykosylace proteinů, defekty v modifikaci proteinů pomocí GPI kotvy, defekty glykosylace lipidů a poruchy více glykosylačních drah zároveň. Cílem práce bylo najít nové biochemické analýzy vhodné pro diagnostiku a charakterizaci pacientů s CDG. Pro vybrané markery (Sambucus Nigra (SNA) lektin, proaerolysin (FLAER), protilátky proti proteinům CD55 a CD59) byly optimalizovány experimentální podmínky a značení byla následně aplikována na kultivované kožní fibroblasty kontrol a vybraných pacientů s CDG (ATP6AP1-CDG, PIGN-CDG, SLC10A7-CDG, deficit PISD) diagnostikovaných na základě celoexomového sekvenování. Experimenty byly prováděny za použití průtokové cytometrie (FACS) a fluorescenční mikroskopie (FM). Byla dosažena optimalizace detekce sializace pomocí SNA lektinu i analýzy změn mitochondriálního membránového potenciálu pomocí fluorescenčně značené sondy JC-1 se simulací defektu mitochondrií pomocí FCCP. Analýzou FACS i FM byla prokázána...
|
host ::
RSS.