Pathobiochemistry of lysosomal storage disorders: Study of Fabry disease and generation of cellular models of X-linked disorders.

Abstract

Lidské autoptické či bioptické vzorky tkání, myší modely a buněčné kultury různých typů představují nejčastější materiál při zkoumání buněčné patogeneze dědičných chorob. Tato dizertační práce je věnována všem uvedeným přístupům při studiu dvou X-vázaných lysosomálních onemocnění a to Fabryho choroby (FD, deficit α-galaktosidasy A, AGAL) a mukopolysacharidosy typu II (MPSII, deficit iduronát-2-sulfatasy, IDS). Prvotním cílem práce byla analýza krevních lipidních B-antigenů s terminální α-galaktózou (B-GSL) v pankreatu pacientů s FD a krevní skupinou B (FD-B). B-GSLs představují vedle hlavního glykosfingolipidu (GSL), globotriaosylceramidu (Gb3Cer) další minoritní substrát AGAL. Deposita nedegradovaných B-GSL byla prokázána v autoptických vzorcích pankreatu FD-B pacientů a byla zde výrazně vyšší než u ostatních orgánů jako ledviny a plíce, kde se primárně ukládá Gb3Cer. Vysoká koncentrace lipidních i nelipidních B-antigenů byla u FD-B potvrzena především v exokrinních acinárních epiteliálních buňkách, doprovázená masivní akumulací ceroidu (sekundární znak lysosomálního střádání). Endokrinní část pankreatu zůstala na rozdíl od acinů zcela nepostižena ukládáním substrátů AGAL. Tento zajímavý fenomén buněčné biologie ukazuje, jak může specifická krevní skupina ovlivnit projevy nemoci v orgánech...

Human autopsy or biopsy tissue samples, mouse models and cell cultures of various types represent the most common materials in the investigation of cell pathogenesis of inherited diseases. This dissertation is devoted to all these approaches in the study of two X-linked lysosomal storage diseases, Fabry disease (FD,α-galactosidase A (AGAL) deficiency) and mucopolysaccharidosis type II (MPSII, idunorate-2- sulfatase (IDS) deficiency). The primary goal of the work was analysis of lipid blood group B antigens with terminal α-galactose (B-GSL) in the pancreas of FD patients with blood group B (FD-B).,In addition to the main glycosphingolipid (GSL) substrate, globotriaosylceramide (Gb3Cer), B-GSLs represent another minor substrate of AGAL. The deposition of undegraded B-GSL has been demonstrated in FD-B pancreas where it was significantly higher than in other organs such as the kidneys and lungs which accumulate mainly Gb3Cer. High concentration of lipid and non-lipid B-antigens was primarily confirmed in exocrine acinar epithelial cells of FD-B, accompanied by massive accumulation of ceroid (secondary sign of lysosomal storage). Unlike acini, the endocrine portion of the pancreas remained unaffected by accumulation of AGAL substrates. This interesting phenomenon of cell biology shows how a specific...