Analýza mitochondriálního energetického metabolismu v časných fázích rozvoje Huntingtonovy nemoci

Abstract

Huntingtonova nemoc (HN) je autozomálně dominantní neurodegenerativní onemocnění charakterizované motorickými, psychiatrickými a kognitivními příznaky. Průměrný věk nástupu HN je 40 let a u postižených osob má toto onemocnění nepříznivou prognózu. Vzhledem k tomu, že dosud není k dispozici kauzální léčba, je současná léčba HN zaměřena pouze na zmírnění symptomů. Klinickému projevu HN předchází asymptomatické období, kdy již probíhají kontinuální biochemické, strukturální a funkční změny na buněčné úrovni. Naše předchozí studie prokázaly poškození mitochondriálních parametrů v lymfocytech a v kultivovaných fibroblastech pacientů s rozvinutou HN. Cílem této práce bylo funkčními metodami charakterizovat základní složky mitochondriálního energetického metabolismu a najít vhodné mitochondriální biomarkery pro sledování progrese HN. Analyzovaný soubor tvořilo 12 linií kultivovaných kožních fibroblastů od pacientů s geneticky prokázanou HN, čtyři pacienti v asymptomatickém, čtyři v časném a čtyři v pokročilém stádiu HN a 4 linie od zdravých osob. Mitochondriální respirace a glykolytická aktivita byly analyzovány pomocí sledování spotřeby kyslíku a změn pH v reálném čase, produkce ATP pomocí luminiscence, metabolický obrat a katalytická aktivita pyruvátdehydrogenasového komplexu pomocí oxidace substrátů....

Huntington's disease (HD) is an autosomal dominant neurodegenerative disorder characterized by motor, psychiatric and cognitive symptoms. The average age of onset of HD is 40 years and affected individuals have an unfavourable prognosis. Since there is still no curative treatment available, the current treatment of HD focuses only on symptom suppression. The clinical manifestation of HD is preceded by an asymptomatic period in which continuous biochemical, structural and functional changes at the cellular level are already occurring. Our previous studies have demonstrated impaired mitochondrial parameters in lymphocytes and cultured fibroblasts of patients with advanced HD. The aim of this study was to characterize the essential components of mitochondrial energy metabolism by functional methods and to find suitable mitochondrial biomarkers to monitor progression of HD. The analysed set consisted of 12 cell lines of cultured skin fibroblasts from patients with genetically proven HD, four patients in asymptomatic, four in early and four in symptomatic stages of HD. Four lines from healthy individuals served as controls. Mitochondrial respiration and glycolytic activity were analysed by real-time monitoring of oxygen consumption and pH changes, ATP production by luminescence, and metabolic turnover...