Neurogenetics Department

Αξονική Νευροπάθεια τύπου 2P (CMT2P)

Επίδραση της απορρύθμισης στην έκφραση του γονιδίου LRSAM1 στον πολλαπλασιασμό και το φαινότυπο ανθρώπινων νευρικών κυττάρων

Η πολυνευροπάθεια Charcot-Marie-Tooth (CMT), αποτελεί την πιο κοινή κληρονομική διαταραχή του περιφερικού κινητικού και αισθητικού νευρικού συστήματος με επιπολασμό 1 στις 2500 άτομα. Με βάση τα ηλεκτροφυσιολογικά και παθοφυσιολογικά ευρήματα η πολυνευροπάθεια CMT ταξινομείται στον απομυελινωτικό CMT1, τον αξονικό CMT2 και τον ενδιάμεσο μεικτό CMTI τύπο. Η ασθένεια παρουσιάζεται με αυτοσωματικό επικρατητικό, αυτοσωματικό υπολειπόμενο και φυλοσύνδετο τρόπο κληρονόμησης. 

Τα κύρια κλινικά χαρακτηριστικά της πάθησης είναι η βραδεία προοδευτική μυϊκή ατροφία και αδυναμία των κάτω άκρων η οποία προσβάλει σε μεταγενέστερα στάδια και τα πάνω άκρα, παραμορφώσεις του άκρου ποδός, αισθητική απώλεια και μειωμένα τενόντια αντανακλαστικά

Μέχρι σήμερα, πέραν των 80 γονιδίων, που φέρουν παθογόνες μεταλλάξεις, έχουν αναγνωριστεί να οδηγούν στην εμφάνιση της νόσου. Τα γονίδια αυτά και οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούν, αποτελούν μόρια απαραίτητα για τη φυσιολογική λειτουργία των εμμύελων αξόνων του περιφερικού νευρικού συστήματος, τη διατήρηση της δομής των νευρώνων, την αξονική μεταφορά και τη μεταγωγή σήματος στους νευρώνες.

Πρόσφατα, εντοπίσαμε μια νέα μετάλλαξη στο γονίδιο LRSAM1, το οποίο έχει συνδεθεί με την παθογένεια στην CMT προκαλώντας τον τύπο CMT2P. Ο μηχανισμός με τον οποίο η μετάλλαξη στο συγκεκριμένο γονίδιο οδηγεί στην ασθένεια δεν έχει πλήρως ξεκαθαριστεί. 

Η παρούσα έρευνα, η οποία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια διδακτορικού προγράμματος, στο τμήμα Νευρογενετικής του Ινστιτούτου Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου, αφορά τη μελέτη του μηχανισμού που προκαλεί την παθογένεια της νόσου. Στόχος ήταν η μελέτη του φυσιολογικού ρόλου αλλά και της συγκεκριμένης μετάλλαξης στο γονίδιο LRSAM1.

Μείωση στην έκφραση του γονιδίου LRSAM1 στα ανθρώπινα νευρικά κύτταρα SH-SY5Y, προκάλεσε μείωση στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό καθώς επίσης επηρέασε το φυσιολογικό φαινότυπο των κυττάρων. Επιπρόσθετα, προκάλεσε μείωση και στα επίπεδα το γονιδίου TSG101. Το γονίδιο αυτό αποτελεί το καλύτερα χαρακτηρισμένο υπόστρωμα του LRSAM1. Στη συνέχεια, η υπερέκφραση του φυσιολογικού LRSAM1 στα κύτταρα SH-SY5Y επανέφερε τον ρυθμό ανάπτυξης και βελτίωσε μερικώς τη μορφολογία των κυττάρων. Σε αντίθεση, η υπερέκφραση του μεταλλαγμένου LRSAM1 όχι μόνο δεν επανέφερε τον ρυθμό ανάπτυξης, αλλά χειροτέρεψε την μορφολογία των κυττάρων προκαλώντας τον σχηματισμό συσσωματωμάτων (Εικόνα 1). Επιπλέον, τα επίπεδα έκφρασης συγκεκριμένων μορίων (TSG101, UBE2N, VPS28, EGFR, MDM2) βρέθηκαν μειωμένα τόσο στα κύτταρα του ασθενή που φέρει το μεταλλαγμένο γονίδιο καθώς επίσης μετά τη μείωση στην έκφραση του γονίδιου LRSAM1 στα ανθρώπινα νευρικά κύτταρα SH-SY5Y.

Εικόνα 1: Μελέτη της μορφολογίας και του πολλαπλασιασμού των κυττάρων μετά την υπερέκφραση του φυσιολογικού και μεταλλαγμένου LRSAM1 στα SH-SY5Y κύτταρα με μειωμένη έκφραση του γονιδίου LRSAM1. Αντιπροσωπευτικές εικόνες από τη μικροσκοπική ανάλυση των κυττάρων πριν και 48 ώρες μετά την υπερέκφραση του φυσιολογικού και μεταλλαγμένου LRSAM1. Τα βέλη υποδεικνύουν τη δημιουργία πρόωρων νευρώνων στα κύτταρα (Κλίμακα: 100μm).

Συμπερασματικά, μέσω αυτής της μελέτης, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι απορρύθμιση του γονιδίου LRSAM1, επηρεάζει σημαντικές λειτουργίες του κυττάρου. Συγκεκριμένα, το φυσιολογικό γονίδιο LRSAM1 σε κανονική δόση, είναι απαραίτητο για την κανονική λειτουργία και βιωσιμότητα των κυττάρων. 

Δρ Άννα Μηναΐδου 
Διδακτορική φοιτήτρια της Σχολής Μοριακής Ιατρικής Κύπρου
Τμήμα Νευρογενετικής