Mitochondriální biomarkery u Friedreichovy ataxie

Abstract

Mitochondria are semi-autonomous organelles that play a central role in cellular energy production and other metabolic pathways. Their inner membrane contains oxidative phosphorylation (OXPHOS) complexes, which ensure ATP production. The proper functioning of these complexes depends, among other things, on Fe-S clusters, the first part of whose synthesis takes place in the mitochondrial matrix and requires the presence of frataxin. Its deficiency leads to impaired Fe-S cluster formation, increased oxidative stress, and reduced Fe-S cluster enzyme function. Friedreich's ataxia (FA), caused by the multiplication of GAA repeats on the alleles of the FXN gene, prevents the proper assembly of the frataxin protein, thus causing its deficiency. FA is a multisystemic disease affecting mainly the nervous system and the musculoskeletal system. The aim of this bachelor thesis was to compare the amount of OXPHOS complexes and other proteins related to FA in patients and control subjects in non-invasive biological material. Optimization of two immunodetection methods - microimmunoassay (MIA) and SDS-PAGE, western blot showed that platelets are the best usable biological material. MIA was used to determine the amount of whole complexes I and IV in platelet samples from patients with FA and controls. SDS-PAGE,...

Mitochondrie jsou semiautonomní organely, které zastávají centrální roli v produkci buněčné energie a v dalších metabolických drahách. Na jejich vnitřní membráně se nachází komplexy systému oxidační fosforylace (OXPHOS), které zajišťují produkci ATP. Správná funkce těchto komplexů závisí mimo jiné na Fe-S klastrech, jejichž první část syntézy probíhá v mitochondriální matrix a vyžaduje přítomnost frataxinu. Jeho nedostatek vede k narušené tvorbě Fe-S klastrů, zvýšenému oxidačnímu stresu a snížení funkcí Fe-S klastrových enzymů. Friedreichova ataxie (FA) v důsledku zmnožení GAA repetic na alelách genu FXN znemožňuje správnému sestavení proteinu frataxin, a tím vyvolává i jeho nedostatek. Jedná se o multisystémové onemocnění postihující hlavně nervový systém a pohybový aparát. Cílem této bakalářské práce bylo porovnat množství vybraných proteinů systému OXPHOS a dalších proteinů souvisejících s onemocněním FA v neinvazivním biologickém materiálu od pacientů a kontrolních osob. Optimalizace dvou imunodetekčních metod - mikroimunoanalýzy (MIA) a SDS-PAGE, western blotu a imunodetekce ukázala, že nejvýtěžnějším biologickým materiálem jsou izolované trombocyty. Pomocí MIA bylo stanoveno množství komplexů I a IV ve vzorcích trombocytů od pacientů s FA a kontrol. V identických vzorcích pomocí SDS-PAGE,...