Grant MNiSW 1154/B/P01/2011/40 Tytuł ,, Ustalenie częstości

Grant MNiSW 1154/B/P01/2011/40
Tytuł ,, Ustalenie częstości występowania deficytu białka SCO2 w populacji
polskiej i ocena jego udziału w etiopatogenezie zespołu dziecka wiotkiego oraz
noworodkowej kardiomiopatii przerostowej”
Kierownik projektu: dr Sylwia Łuczak
Białko SCO2 (ang. Synthesis of Cytochrome c Oxidase) naleŜy do rodziny białek
opiekuńczych, związanych z procesami składania oksydazy cytochromu c (COX),
czyli IV kompleksu łańcucha oddechowego. Funkcja białka SCO2 polega na
włączaniu jonów miedzi do centrum aktywnego COX. Mutacje w genie SCO2
prowadzą do obniŜenia aktywności oksydazy cytochromowej i objawiają się
heterogennym obrazem klinicznym, w tym postępującą noworodkową kardiomiopatią
przerostową lub zespołem dziecka wiotkiego, przypominającym rdzeniowy zanik
mięśni (SMA). W większości przypadków dochodzi do zgonu w okresie
noworodkowym i niemowlęcym, najczęściej w wyniku niewydolności krąŜeniowooddechowej. Dotychczas zidentyfikowano 14 róŜnych mutacji w genie SCO2, w tym
powszechną substytucję c.1541G>A typu missense, w wyniku której wysoce
konserwowana glutamina zostaje podstawiona lizyną (p.E140K). Wszyscy opisani
dotychczas pacjenci (z jednym wyjątkiem) są homozygotami albo złoŜonymi
heterozygotami tej mutacji. Analiza objawów klinicznych wskazuje na wyraźną
korelację pomiędzy fenotypem a genotypem. U złoŜonych heterozygot opisano
postępującą noworodkową kardiomiopatię przerostową będącą najbardziej
patognomicznym
objawem
deficytu
SCO2.
Natomiast
u
pacjentów
homozygotycznych wykazano obecność fenotypu przypominającego rdzeniowy zanik
mięśni, przebiegający pod postacią zespołu dziecka wiotkiego z towarzyszącym
stridorem i encefalopatią. Własne obserwacje i pojedyncze dane literaturowe wydają
się wskazywać, Ŝe istnieją takŜe inne, mniej specyficzne objawy deficytu COX
związanego z mutacjami w genie SCO2 oraz sugerują ich moŜliwy związek z
częstymi niepowodzeniami rozrodu. Do tej pory nie wiadomo w jakim stopniu mutacje
w genie SCO2 odpowiadają za patologię i zgony pediatrycznych pacjentów na
świecie. Wysoka liczba potwierdzonych przypadków choroby w Polsce i Czechach, w
porównaniu z danymi literaturowymi, moŜe wskazywać na nierównomierne
występowanie defektu w róŜnych populacjach oraz na słowiańskie pochodzenie
powszechnej mutacji w genie SCO2.
Celem
projektu jest ustalenie: (1) w jakim stopniu mutacje w genie SCO2
odpowiadają za wystąpienie noworodkowej kardiomiopatii przerostowej oraz
klinicznego obrazu przypominającego rdzeniowy zanik mięśni; (2) jaka jest częstość
występowania powszechnej mutacji w genie SCO2 w Polsce; (3) w jakim stopniu
prewalencja jest zgodna z oczekiwaną częstością choroby; (4) jaki jest
prawdopodobny odsetek pacjentów obciąŜonych defektem, którzy zmarli w okresie
pre- lub postnatalnym bez ustalonego rozpoznania i w jakim stopniu mutacje w genie
SCO2 są związane z częstymi niepowodzeniami rozrodu. Ponadto podjęta zostanie
próba wdroŜenia metody identyfikacji deficytu SCO2 na poziomie proteomicznym
poprzez badanie ekspresji białka z wykorzystaniem specyficznego przeciwciała.
Będzie ona szczególnie przydatna w weryfikacji rozpoznania u nosicieli nowych
wariantów molekularnych i w nietypowych przypadkach klinicznych.
Materiał do badań stanowić będą: (1) reprezentatywne dla populacji polskiej próbki
krwi noworodków (ok. 2 500 - 3 000 bibuł); (2) próbki DNA pacjentów z podejrzeniem
SMA, po wykluczeniu obecności delecji w genach SMN i NAIP (ok. 300); (3) próbki
DNA pacjentów z uzasadnionym klinicznie podejrzeniem deficytu SCO2
zgromadzone w czasie prowadzenia projektu (30-60); (4) próbki krwi pochodzące od
małŜeństw z częstymi niepowodzeniami rozrodu (100-200). Powszechna mutacja
c.1541G>A będzie markerem genetycznym umoŜliwiającym łatwe i szybkie badanie
przesiewowe w kierunku identyfikacji nosicieli uszkodzonego genu SCO2. W tym
celu wykorzystana zostanie jedna z wytypowanych metod: analiza polimorfizmu
konformacji pojedynczych nici (SSCP), genotypowanie z uŜyciem specyficznych
sond typu TaqMan lub analiza krzywych topnienia produktów amplifikacji (HRM).
Obecność zmian będzie potwierdzana za pomocą sekwencjonowania
wyselekcjonowanych prób. Do oceny poziomu białka SCO2 wykorzystane zostaną
techniki elektroforezy jednokierunkowej SDS-PAGE i Western blotting.
Uzyskane w trakcie realizacji projektu wyniki badań przyczynią się do wyjaśnienia
udziału deficytu białka SCO2 w etiopatogenezie cytopatii mitochondrialnych w grupie
pacjentów pediatrycznych i doprowadzą do określenia nieustalonej dotychczas
częstości choroby w populacji polskiej. Przeprowadzone analizy będą pierwszymi na
świecie badaniami epidemiologicznymi dotyczącymi deficytu SCO2. Ponadto
moŜliwa będzie ocena udziału deficytu SCO2 w zachorowalności i umieralności
noworodków, niemowląt i dzieci w polskiej populacji oraz opisanie historii naturalnej
defektu w nieznanych dotychczas genotypach.Nowy test molekularny dla mutacji w
genie SCO2 udostępniony zostanie po zakończeniu grantu w diagnostyce medycznej
dla potrzeb całego kraju. W zaleŜności od uzyskanych wyników zaproponowane
zostaną odpowiednie modyfikacje w istniejących algorytmach diagnostycznych dla
kardiomiopatii noworodkowej i zespołu dziecka wiotkiego, co będzie miało istotne
znaczenie dla poradnictwa genetycznego i profilaktyki chorób genetycznie
uwarunkowanych w skali kraju.