|
|
Study of etiopathology of mitochondrial disorders
Rákosníková, Tereza ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Pecina, Petr (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Mitochondriální onemocnění představují klinicky, biochemicky i geneticky heterogenní skupinu dědičných onemocnění, jež prevalence je přibližně 1:5 000 živě narozených dětí. Společným znakem těchto onemocnění je narušení mitochondriálního energetického metabolismu. V současné době je známo více než 400 genů asociovaných s mitochondriálním onemocněním, avšak 45 % pacientů s podezřením na mitochondriální onemocnění je stále bez potvrzené genetické příčiny. Pomocí sekvenování nové generace nacházíme nové kandidátní geny anebo varianty, které by mohly stát za příčinou onemocnění. Abychom mohli potvrdit kauzalitu těchto nově nalezených genů a variant, je třeba charakterizovat deficit pomocí řady biochemických metod. Cílem této práce bylo studovat funkci proteinu ACBD3 na úrovni mitochondriálního energetického metabolismu v ne-steroidních buňkách HEK293 a HeLa a potvrdit tak kauzalitu genu ACBD3 u pacientky s kombinovaným deficitem systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Druhým cílem bylo potvrdit kauzalitu dvou nových variant v genech MT-ND1 a MT-ND5, kódujících strukturní podjednotky komplexu I (KI) dýchacího řetězce. Třetím cílem práce bylo studovat tvorbu superkomplexů u pacientů se vzácnými dědičnými metabolickými poruchami. V předkládané dizertační práci se podařilo pomocí funkční studie proteinu...
|
|
|
Dědičná mitochondriální onemocnění způsobená poruchou oxidativní fosforylace
Hanušová, Eva ; Ehler, Edvard (vedoucí práce) ; Pavlasová, Lenka (oponent)
Dědičná mitochondriální onemocnění způsobená poruchou oxidativní fosforylace Tato bakalářská práce se zabývá problematikou dědičných mitochondriálních onemocnění, která jsou způsobena poruchami funkce enzymů účastnících se procesu oxidativní fosforylace, jinak známé i jako OXPHOS komplex. Následující rešerše čtenáře seznámí s informacemi týkajícími se genomu a struktury mitochondrií, v nichž se OXPHOS komplex uskutečňuje, a také se složením a průběhem tohoto komplexu. Uvádím zde i základní fakta o možných mutacích jaderné a mitochondriální DNA, které negativně ovlivňují funkčnost OXPHOS komplexu nebo i samotnou biogenezi mitochondrií. Práce má za cíl shrnout aktuální data o jednotlivých onemocněních - o jejich klinických projevech, etiopatogenezi, možné léčbě a prevenci a výskytu v populaci. Klíčová slova: dědičnost, mtDNA, mitochondriální onemocnění, OXPHOS komplex
|
|
|
Studium deficitu lidské F1Fo-ATPsyntázy
Suldovská, Sabina ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Černá, Leona (oponent)
F1FO-ATPsyntáza je klíčovým enzymem buněčného energetického metabolismu. Její případný deficit může být způsoben mutacemi ve dvou strukturních genech MT-ATP6 a MT- ATP8 v mitochondriální DNA či v jaderných genech ATPAF2 a TMEM70 kódující faktory pro biogenezi enzymu a strukturním genu ATP5E. Deficit F1FO-ATPsyntázy vede k rozvoji velmi závažného fenotypu postihující orgány s vysokými energetickými nároky s nástupem v novorozeneckém věku a nepříznivou prognózou. Mutace v uvedených genech navíc nezpůsobují pouze kvalitativní (mutace ve strukturních podjednotkách enzymu) či kvantitativní (mutace v genech pro faktory biogeneze enzymu) defekty, ale také jejich kombinace. Při studiu molekulární podstaty mitochondriálních onemocnění včetně deficitu F1FO-ATPsyntázy se využívá široká škála biochemických i molekulárně-genetických metod pro stanovení správné diagnózy, která je nezbytná pro včasné zahájení symptomatické léčby a genetické poradenství v postižených rodinách. Cílem diplomové práce bylo charakterizovat deficit F1FO-ATPsyntázy v izolovaných mitochondriích z linií kultivovaných buněk stanovením oligomycin-sensitivní ATP- hydrolytické aktivity F1FO-ATPsyntázy, enzymových aktivit komplexů dýchacího řetězce a sledováním změn v množství jednotlivých vybraných podjednotek a celého komplexu F1FO-...
|
|
|
Mitochondrial ATP synthase deficiencies of a nuclear genetic origin
Karbanová, Vendula ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Rossmeisl, Martin (oponent)
ATP syntáza je klíčový enzym buněčného metabolismu a defekty ATP syntázy patří k nejzávažnějším mitochondriálním onemocněním postihujícím dětskou populaci. Cílem této práce bylo identifikovat genetické defekty a popsat patogenní mechanismy narušení biosyntézy ATP syntázy, které vedou k izolované deficienci tohoto enzymu a projevují se jako mitochondriální encefalomyopatie s nástupem v novorozeneckém věku. Studie skupiny 25 pacientů vedla k identifikaci dvou jaderných genů zodpovědných za deficienci ATP syntázy. První postižený gen byl TMEM70 kódující neznámý mitochondriální protein. Tento protein byl popsán jako nový asemblační faktor ATP syntázy, první specifický pro vyšší eukaryota. Jeho velikost je 21 kDa, nachází se ve vnitřní mitochondriální membráně a není přítomný v tkáních pacientů. Mutace v TMEM70 genu byla nalezena u 23 pacientů a ukázala se být nejčastější příčinou deficience ATP syntázy. Studie na buněčných kulturách ukázaly, že defekt enzymu vede ke kompenzačně-adaptačnímu zvýšení komplexů IV a III respiračního řetězce způsobenému posttranskripční regulací jejich biosyntézy. Druhým postiženým genem byl ATP5E, který kóduje malou strukturní epsilon podjednotku ATP syntázy. Záměna konzervovaného Tyr12 za Cys způsobuje významný pokles obsahu ATP syntázy, ale zároveň akumulaci hydrofobní...
|
|
|
Nefarmakologické přístupy k léčbě mitochondriálních onemocnění
Kudrnovská, Barbora ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Mitochondriální onemocnění se vyznačují vysokou mírou genotypové i fenotypové heterogenity, jako celek se však řadí mezi jedny z nejčastějších vrozených metabolických poruch. Léčba těchto onemocnění je zatím velmi omezená, ačkoliv probíhá řada výzkumů nových terapeutických přístupů. Kromě farmakologických metod, existují i přístupy nefarmakologické, jako je zařazení určitých dietních režimů, fyzické aktivity či vystavení se hypoxii. Vzhledem ke spíše obecnému mechanismu působení, tak mohou tyto metody nabídnout benefity širšímu spektru mitochondriálních pacientů, a to i přes odlišné primární defekty. Tato práce shrnuje dosavadní poznatky o využití cvičení, ketogenní diety a aplikaci hypoxie jako možných terapeutických přístupů v léčbě mitochondriálních onemocnění. Klíčová slova: mitochondrie, mitochondriální onemocnění, terapie, cvičení, ketogenní dieta, hypoxie
|
|
|
Význam laktátu v diagnostice mitochondriálních onemocnění u dětí
Magner, Martin ; Zeman, Jiří (vedoucí práce) ; Baxová, Alice (oponent) ; Procházková, Dagmar (oponent)
Vyšetření hladin laktátu v krvi, likvoru a v moči zastává důležitou roli v diagnostice mitochondriálního onemocnění u dětí. Interpretace výsledků je však často obtížná pro nespecifičnost a variabilitu i u jednotlivých mitochondriálních poruch. V disertační práci byly stanoveny tři specifické cíle: 1. Analyzovat význam vyšetření laktátu v diferenciální diagnóze mezi dětmi s mitochondriálním onemocněním a dětmi s jinými chorobami. 2. Charakterizovat hladiny laktátů u různých mitochondriálních syndromů. 3. Popsat klinické a laboratorní data novorozenců s mitochondriálním onemocněním a navrhnout diagnostické algoritmy pro tuto věkovou skupinu. Byl zpracován klinický průběh a výsledky dětí vyšetřovaných na Klinice dětského a dorostového lékařství (KDDL). Laboratorní vyšetření byly provedeny v spolupráci s Mitochondriální laboratoří KDDL a s Ústavem dědičných a metabolických poruch. 1. Výsledky studie s vyšetřením laktátu u 107 dětí prokázaly, že krátké křeče trvající méně než 2 minuty nezvýšily koncentraci laktátu v likvoru. Laktát v likvoru tak byl spolehlivým markerem v diferenciální diagnostice dětí s mitochondriální poruchou od dětí s epilepsií. 2. Závažnost příslušného fenotypu je pro tíži laktátové acidózy důležitější než vlastní syndrom. 3. Byly navrženy diagnostické algoritmy pro novorozence s podezřením...
|
|
|
Genetic and functional characterisation of mitochondrial diseases caused by ATP synthase defects
Tauchmannová, Kateřina ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Flachs, Pavel (oponent) ; Kutejová, Eva (oponent)
Poruchy ATP syntázy, klíčového enzymu mitochondriální tvorby energie, patří mezi velmi časté příčiny metabolických onemocnění, které se projevují nejčastěji jako mitochondriální encefalo-kardio-myopatie s časným nástupem nemoci. U pacientů s izolovaným defektem ATP syntázy byly nalezeny mutace ve čtyřech jaderných genech, se shodným biochemickým projevem - výrazně sníženým množstvím plně asemblovaného a funkčního komplexu ATP syntázy. V této práci jsou shrnuty výsledky studií proteinu TMEM70, nového pomocného faktoru v biogenezi ATP syntázy, jenž představuje nejčastější genetickou příčinu závažných vrozených poruch ATP syntázy. TMEM70 o velikosti 21 kDa je proteinem vnitřní mitochondriální membrány, který napomáhá tvorbě ATP syntázového komplexu. Funkce proteinu TMEM70 je nejspíše zprostředkována pomocí C-konce, exponovaného do mitochondriální matrix, ale přesný mechanismus stále není znám. Ve fibroblastech pacientů, které neobsahují protein TMEM70, je nízká aktivita ATP syntázy kompenzována zvýšením obsahu komplexů dýchacího řetězce III a IV pomocí posttranslačního mechanizmu. Dalším typem defektu ATP syntázy, který byl v rámci této práce studován, je mtDNA mutace m.9205delTA, která ovlivňuje maturaci MT-ATP8/MT-ATP6/MT-CO3 mRNA a tím i biosyntézu strukturních podjednotek Atp6 (podjednotka a) a...
|
|
|
Structural and Functional Interactions of Mitochondrial ADP-Phosphorylating Apparatus
Nůsková, Hana ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kolarov, Jordan (oponent) ; Kuda, Ondřej (oponent) ; Panicucci Zíková, Alena (oponent)
Komplexy oxidativní fosforylace (OXPHOS) se ve vnitřní mitochondriální membráně sdružují ve vyšší strukturní a funkční celky, tzv. superkomplexy. Jejich význam spočívá v cíleném směrování substrátu z jednoho komplexu na druhý. V případě ATP syntázy byly popsány její dimery i vyšší oligomery a také ATP syntazom, v rámci nějž dochází k seskupení ATP syntázy s přenašečem adeninových nukleotidů (ANT), zajišťujícím výměnu syntetizovaného ATP za cytosolické ADP, a fosfátovým přenašečem (PiC), umožňujícím import fosfátu do matrix mitochondrie. I když je existence tohoto superkomplexu obecně přijímána, experimentální důkazy nejsou dostatečné. V rámci této práce byly detailně zkoumány strukturní interakce ATP syntázy, ANT a PiC. Jejich vzájemné vztahy byly sledovány nejprve na úrovni exprese jednotlivých komponent ATP syntazomu, ať již za fyziologických podmínek v různých tkáních potkana, nebo na modelu deficiencí ATP syntázy v buňkách pacientů s různými genetickými defekty ATP syntázy. Konkrétně se jednalo o mutace v jaderných genech ATP5E a TMEM70, které kódují podjednotku ε, respektive pomocný faktor v biogenezi ATP syntázy TMEM70, a o mikrodeleci na rozhraní genů MT-ATP6 a MT-COX3, která negativně ovlivňuje mitochondriální translaci podjednotek a ATP syntázy a Cox3 cytochrom c oxidázy. Funkční a...
|
|
|
Delece v lidské mitochondriální DNA a příčiny jejich vzniku
Zdobinský, Tomáš ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Kazantsev, Dmitry (oponent)
Mitochondrie jsou organely eukaryotních buněk zajišťující především energetický metabolismus, podílí se však i na metabolických dějích jako je biosyntéza aminokyselin, hemových skupin, železosirných komplexů aj. Mitochondriální poruchy představují heterogenní skupinu onemocnění, která se mohou projevit jak v dětském, tak v dospělém věku. Postihují odlišným způsobem různé tkáně a orgány, nejčastěji se však projeví poruchami nervového systému, kosterní svaloviny, případně jater, ledvin nebo endokrinní soustavy. Delece mitochondriální DNA se podílejí na patologii mnoha z těchto onemocnění a jsou příznakem několika syndromů. Vznikají pravděpodobně v důsledku zastavení replikačního aparátu během replikace mitochondriální DNA a následného vzniku dvouřetězcového zlomu. To může být způsobeno především patogenními změnami proteinů replikačního aparátu a metabolismu nukleotidů. Cílem této práce je shrnutí poznatků o stavbě mitochondrií a struktuře a replikaci jejich genomu, ale především vytvoření přehledu nejdůležitějších proteinů, jejichž mutace vede ke vzniku mitochondriálních onemocnění doprovázených delecemi v mtDNA, a poznatků o mechanismu jejich vzniku.
|
|
|
Využití canisterapie ke stimulaci osob se vzácným onemocněním
Prokopová, Zuzana ; Hájková, Vanda (vedoucí práce) ; Šumníková, Pavlína (oponent)
Záměrem této práce bylo ověření vlivu canisterapeutické intervence na úroveň jemné motoriky u osob se vzácným onemocněním, konkrétně s mitochondriální encefalokardiomyopatií způsobenou mutací genu TMEM70 a s Leighovým syndromem. Canisterapeutická intervence zde spočívá v aktivizaci motorických funkcí při programu smysluplně sestaveném na míru konkrétním osobám. K této aktivizaci je využíváno asistence psa, který zde působí nejen jako významný motivační prvek, ale přímý kontakt s ním rovněž přispívá k podpoře rozvoje senzomotoriky těchto osob. Práce předkládá obecné informace o vzácných onemocněních a úžeji se zaměřuje na jednu z jejich skupin - mitochondriální poruchy. Nabízí poznatky o Leighově syndromu a mitochondriální encefalokardiomyopatii vzniklé na podkladě mutace genu TMEM70. Následně jsou zde prezentovány informace o canisterapii a jemné motorice. Práce dále obsahuje případové studie probandů, záznamy z výzkumných jednotek a jejich výsledky a vyhodnocení. Cílem práce bylo zjistit, zda u osob s mitochondriálním onemocněním dochází po uplatnění canisterapeutické intervence ke zvýšení kvality a efektivity vybraných úchopových forem a tím rovněž k rychlejšímu a přesnějšímu provedení předem zadaných úkolů zaměřených na manipulaci s předměty, pro něž je využití vybraných úchopů zapotřebí. Dílčím...
|
host ::
RSS.