Miopatia miotubulară în focus - MedMix
Miopatia miotubulară previne respirația aproape independentă la nou-născuți. Recent au fost identificate defecte ale acestei rare tulburări musculare moștenite.
Cercetătorii din Berlin au descoperit de ce celulele de la pacienții care suferă de miopatia miotubulară a bolii musculare rare nu funcționează corect. Lucrarea publicată recent în Nature a arătat clar cum un proces celular dinamic, care este esențial pentru dezvoltarea și funcția musculară, este controlat prin intermediul unor modificări minuscule ale anumitor lipide ale membranei.
Miopatia miotubulară - cea mai severă formă de miopatie centronucleară
Când un copil se naște cu miopatie miotubulară, cea mai gravă formă de miopatie centronucleară (cunoscută și sub numele de XLCNM), cu greu poate respira de unul singur. Mușchii sunt reticenți, nou-născutul zace moale în braț și uneori este chiar prea slab pentru a bea. Bebelușii cu boală musculară rară nu supraviețuiesc de obicei în primele câteva luni de viață. Grupul din jurul Volker Haucke de la Institutul Leibniz pentru Farmacologie Moleculară (FMP) din Berlin a cercetat acum Moléculaire Cellulaire (IGBMC) din Strasburg și Carsten Schultz de la Laboratorul European de Biologie Moleculară (EMBL) din Heidelberg în colaborare cu laboratoarele Jocelyn Laporte de la Institutul Genetic Biologie ce merge prost cu această boală la nivel molecular - și a întâlnit un principiu organizatoric general în celule.
Se știa anterior că boala ereditară era un defect al genei MTM1 care împiedica funcționarea corectă a fibrelor musculare. Gena codifică o enzimă specializată în ciugulirea grupărilor fosfat din capetele anumitor lipide membranare numite fosfați fosfoinozidici (PIP). Celulele folosesc PIP-uri pentru a-și marca compartimentele și pentru a controla transportul substanțelor. „Celula este un sistem foarte dinamic pe care îl putem imagina ca o metropolă în care oamenii se mișcă înainte și înapoi”, explică Volker Haucke. „În funcție de ocazie, oamenii își schimbă hainele - în cozi căpătați o identitate ușor diferită decât când veniți în blugi și în hanorac, în pijamale nu aveți voie să intrați în operă. Într-un mod similar, compartimentele și veziculele de transport din interiorul celulelor se îmbracă în diferite PIP și astfel își schimbă identitatea.
Fiecare PIP constă dintr-o coadă solubilă în grăsimi care este ancorată în membrana compartimentelor celulare și un cap solubil în apă care iese din membrană. Capul poate fi echipat cu fosfați în diferite locuri, grupările fosfați sunt detașate de enzime și adăugate în alte locuri. Aceasta este o schimbare minimă care are loc foarte repede, dar care poate fi citită clar din celulă. De exemplu, prin atașarea unei grupări fosfat la o anumită poziție, este clar că un container de transport aparține în interiorul celulei; Dacă este altfel echipat cu fosfat, acesta migrează către membrana celulară exterioară, ancorează acolo și își eliberează încărcătura în aer liber.
Un astfel de transport se oprește la pacienții cu miopatie miotubulară, așa cum Katharina Ketel din grupul Haucke a reușit să arate cu experimente dificile și imagini de înaltă rezoluție din interiorul celulei. Cauza bolii este un defect genetic în MTM1, o enzimă care îndepărtează grupările fosfat din PIP și funcționează numai în cooperare cu o altă enzimă care adaugă o grupare fosfat la o altă parte a capului. Acest lucru face mai clar modul în care procesele dinamice din celule sunt direcționate și ilustrează modul în care studiul unei boli ereditare rare poate duce la descoperirea mecanismelor moleculare care sunt necesare pentru funcționarea celulelor noastre. „Orice grup de fosfați nu este niciodată eliminat pur și simplu din PIP-uri, deoarece atunci un compartiment celular ar fi brusc fără nicio identitate - asta ar însemna o pierdere de memorie, nu ar mai ști de unde a venit și unde ar trebui să meargă”, explică Volker Haucke.
„Prin adăugarea de PIP sintetice cu un anumit cod, am reușit să manipulăm transportul containerului și astfel am arătat că conversia identității PIP este de fapt problema în celulele pacienților cu XLCNM”, adaugă Carsten Schultz.
„La pacienții cu XLCNM, unele dintre containerele de transport blocate în interiorul celulei, care ar trebui să transporte de fapt proteinele către suprafața celulei, deoarece un grup fosfat nu poate fi îndepărtat cu un anumit PIP”, spune Jocelyn Laporte, expert în XLCNM și coautor al studiului. „În mușchi, proteinele care sunt necesare pentru integrarea și funcția lor să se formeze nu ajung la locul potrivit în celulă.” În timpul experimentelor lor în cultura celulară, cercetătorii FMP au reușit să repornească transportul cu un anumit ingredient activ. Acesta ar fi un punct de plecare pentru dezvoltarea de medicamente pentru tratarea bolii ereditare grave și incurabile în prezent.