Миотубуларна миопатия на фокус - MedMix
Миотубуларната миопатия предотвратява почти самостоятелно дишане при новородени. Наскоро бяха установени дефекти в това рядко наследствено мускулно разстройство.
Изследователи в Берлин са открили защо клетките на пациенти, страдащи от рядкото мускулно заболяване миотубуларна миопатия, не функционират правилно. Работата, публикувана наскоро в Nature, даде ясно да се разбере как динамичен клетъчен процес, който е от съществено значение за мускулното развитие и функция, се контролира чрез малки промени в някои мембранни липиди.
Миотубуларна миопатия - най-тежката форма на центронуклеарна миопатия
Когато се роди дете с миотубуларна миопатия, най-сериозната форма на централноядрена миопатия (известна още като XLCNM), то трудно може да диша самостоятелно. Мускулите са закърнели, новороденото лежи слабо в ръката и понякога дори е твърде слабо за пиене. Бебетата с рядкото мускулно заболяване обикновено не оцеляват през първите няколко месеца от живота. Групата около Volker Haucke от Лайбниц института за молекулярна фармакология (FMP) в Берлин вече е изследвала Moléculaire Cellulaire (IGBMC) в Страсбург и Карстен Шулц от Европейската лаборатория за молекулярна биология (EMBL) в Хайделберг в сътрудничество с лабораториите на Jocelyn Laporte от Institut Gölogen какво се обърква на молекулярно ниво при това заболяване - и по този начин се натъкна на общ организационен принцип в клетките.
По-рано беше известно, че наследственото заболяване е дефект в гена MTM1, който пречи на мускулните влакна да работят правилно. Генът кодира ензим, който е специализиран в отхапването на групи фосфати от главите на определени мембранни липиди, наречени фосфоинозитид фосфати (PIPs). Клетките използват PIP, за да маркират отделенията си и да контролират транспорта на вещества. „Клетката е много динамична система, която можем да си представим като мегаполис, в който хората се движат напред-назад“, обяснява Фолкер Хоке. „В зависимост от случая хората се преобличат - в опашките си приемате малко по-различна идентичност, отколкото когато идвате с дънки и суичър, по пижама не ви е позволено да влизате в операта. По подобен начин отделенията и транспортните везикули в клетките се обличат в различни PIP и по този начин променят своята идентичност.
„Всеки PIP се състои от мастноразтворима опашка, която е закотвена в мембраната на клетъчните отделения и водоразтворима глава, която излиза от мембраната. Главата може да бъде снабдена с фосфати на различни места, фосфатните групи се отделят от ензими и се добавят на други места. Това е минимална промяна, която се извършва много бързо, но която може да се прочете ясно от клетката. Например, чрез прикрепване на фосфатна група към определена позиция, става ясно, че транспортният контейнер принадлежи вътре в клетката; Ако е оборудван по друг начин с фосфат, той мигрира към външната клетъчна мембрана, акостира там и пуска товара си на открито.
Такъв транспорт спира в пациентите с миотубуларна миопатия, както Катарина Кетел от групата на Haucke успя да покаже с трудни експерименти и изображения с висока разделителна способност вътре в клетката. Причината за заболяването е генетичен дефект в MTM1, ензим, който премахва фосфатните групи от PIP и работи само в сътрудничество с друг ензим, който добавя фосфатна група към друга част на главата. Това прави по-ясно как са насочени динамичните процеси в клетките и илюстрира как изследването на рядко наследствено заболяване може да доведе до откриването на молекулярни механизми, необходими за функционирането на нашите клетки. „Всички фосфатни групи никога не се отстраняват просто от PIP, защото тогава клетъчното отделение изведнъж ще бъде без никаква идентичност - това би означавало загуба на паметта, вече няма да знае откъде идва и къде трябва да отиде“, обяснява Фолкер Хоке.
„Чрез добавяне на синтетични PIP с определен код успяхме да манипулираме транспортирането на контейнера и по този начин да покажем, че преобразуването на PIP идентичността всъщност е проблемът в клетките на пациенти с XLCNM“, добавя Карстен Шулц.
„При пациенти с XLCNM някои от транспортните контейнери, блокирани в клетката, които всъщност трябва да носят протеини до клетъчната повърхност, тъй като фосфатната група не може да бъде отстранена в определен PIP“, казва Джоселин Лапорт, експерт по XLCNM и съавтор на изследването. „В мускулите протеините, които са необходими за формирането на тяхната цялост и функция, не стигат до правилното място в клетката.“ В своите експерименти в клетъчната култура изследователите на FMP успяха да рестартират транспорта с определена активна съставка. Това би било отправна точка за разработването на лекарства за лечение на сериозното и в момента нелечимо наследствено заболяване.