VedecDr PhD Michal Cagalinec
Názov projektuFunkčné prepojenie mitochondrií a endoplazmatického retikula u Wolframovho syndrómu: predpokladaný význam pre ochranu mozgu a srdca
Hostiteľská organizáciaBiomedicínske centrum SAV
Dĺžka projektu24.03.2015 - 31.12.2018

Abstrakt
Wolframov syndróm (WS) je recesívne ochorenie spôsobené mutáciou Wfs1 génu. Wfs1 je exprimovaný vo vysokej miere v mozgu a srdci a je lokalizovaný v membráne endo-plazmatického retikula (ER), kde moduluje hladinu vápnika a ER stres. Naviac, časť príznakov WS predstavujú príznaky typické pre mitochondriálne ochorenia. Túto skutočnosť podporujú aj naše predbežné výsledky, kde potlačenie expresie Wfs1 v neurónoch malo za následok zníženie frekvencie fúzií a fragmentáciu mitochondrií. Hoci vysoká expresia Wfs1 v srdci a srdcové komplikácie u WS nedávno zdokumentované zdôrazňujú význam Wfs1 v srdci, príčinou prevažnej väčšiny úmrtí pacientov ostávajú neurologické komplikácie. Ako je možné, že mutácie Wfs1, ktoré u pacientov spôsobujú závažné poškodenie mozgových funkcií sa neprejavia aj kardinálnymi príznakmi? Jedným z možných vysvetlení by mohlo byť, že v srdci existuje kompenzačný mechanizmus, ktorý nie je prítomný v neurónoch. Cieľom tohto projektu je preto objasniť, či u myší s deléciou Wfs1 génu sú prítomné poruchy kontraktility srdca na orgánovej aj bunkovej úrovni. Ďalej, ak Wfs1 významne ovplyvňuje dynamiku a morfológiu mitochondrií v neurónoch, je dôležité ukázať, či tento jav je prítomný aj v kardio-myocytoch. Na vysvetlenie javu silného vplyvu ER-viazaného proteínu na mitochondire chceme preskúmať, či tento jav je spôsobený tesnejšou interakciou ER a mitochondrií (pomocou elektrónovej mikroskopie) a/alebo je podkladom vápniková signalizácia (konfokálna mikroskopia).

Zhrnutie projektu s priebežnými výsledkami

V súlade s cieľmi projektu, v tejto etape sme fixovali a získali obrázky z transmisného elektrónového mikroskopu z ľavej komory sŕdc Wolframín deficientých potkanov (Wfs1-/-) vo veku 4 mesiacov a im zodpovedajúcich kontrol (Wfs1+/+). Analýza ukázala, že membránový systém mitochondrií u Wolframín deficientných zvierat je poškodený (Cieľ 2). Navyše, získali sme aj anatomické dáta týchto zvierat (Cieľ 6). Čo sa týka merania kontraktility a vápnikového tranzientu myocytov (Cieľ 3 a 4) sme skonštruovali nový systém skladajúci sa z perfúznej komôrky umožňujúci aj stimuláciu elektrickým poľom. Túto sme následne museli upraviť tak, aby ju bolo možné umiestniť do invertovaného fluorescenčného mikroskopu. Takto bude možné na tomto mikroskope simultánne snímať skrátenie a vápnikový tranzient, čo budeme realizovať v ďalšej etape projektu.

Z administratívnych záležitostí najpálčivejšou bolo sťahovanie Ústavu molekulárnej fyziológie a genetiky do nových priestorov Centra Biovied SAV. Toto spôsobilo hlavne omeškanie cieľov 1 a 5. Okrem fyzického sťahovania ako kancelárií, tak aj laboratórií toto bolo spojené aj s novou inštaláciou všetkých prístrojov vrátane mikroskopov a následne ich nutnou rekalibráciou. Okrem toho pre nové priestory sme museli získať nové povolenie na prácu, povolenie na prácu so zvieratami, chemickými a biologickými faktormi ako aj povolenie na prácu s GMO RT1 od Štátnej veterinárnej a potravinovej správy a Ministerstva životného prostredia SR.

Aj napriek vyššieuvedeným komplikáciám sa nám podarilo publikovať článok v PLoS Biology, IF = 8.668 a získané výsledky sme prezentovali na prestížnej mediznárodnej konferencii v USA ako aj na domácej konferencii.

V tejto etape sa mi navyše podarilo získať grantovú podporu ako z domácich (VEGA), tak aj zahraničných (DoRa, Bilateral Exchange Programm) prostriedkov. Ďalšie grantové žiadosti sú v procese schvaľovania (APVV) a v procese prípravy (ERC Consolidator). Okrem týchto som aktívne zapojený do ďalších troch prebiehajúcich medzinárodných projektov.