Úvod: Huntingtonova nemoc (Huntington's Disease; HD) je neléčitelné neurodegenerativní onemocnění, které se manifestuje v dospělosti progresivními změnami chování, motoriky a kognitivních funkcí. Onemocnění je způsobeno expanzí tripletu CAG v genu pro protein huntingtin a má téměř úplnou penetranci. Nejvíce postižené bývá striatum, avšak patologické změny jsou detekovatelné také v periferních tkáních jako je krev, sval nebo kožní fibroblasty. V posledních letech se ukazuje, že důležitou roli v patogenezi a progresi HD hraje poškození mitochondrií, jako jsou např. změny aktivit komplexů dýchacího řetězce, snížení syntézy ATP nebo zvýšení apoptotických signálů. Cíl a materiál: Cílem studie bylo analyzovat množství komplexu I a IV dýchacího řetězce v epiteliálních buňkách bukálního stěru u šesti pacientů s HD a u tří miniprasat transgenních pro N‑terminální část lidského mutovaného huntingtinu (TgHD) ve srovnání se zdravými kontrolami. Metody: Množství komplexu I a IV dýchacího řetězce bylo stanoveno pomocí mikroimunoanalýzy (Dipstick microimmunocapture assay, Mitosciences). Výsledky: U čtyř pacientů ze šesti bylo detekováno snížené množství komplexu I a/nebo IV až na 36 % hodnoty u kontrol. Mikroimunoanalýza se ukázala dostatečně citlivá i pro detekci komplexů I a IV v buňkách bukální sliznice TgHD miniprasat, avšak ve věku 36 měsíců nebyl zaznamenán rozdíl v obsahu komplexů I a IV mezi TgHD a WT zvířaty. Vzorky z bukálního stěru mohou být odebírány opakovaně bez větší zátěže pacienta nebo sledovaného zvířete. Analýza epiteliálních buněk ústní sliznice tak může sloužit k dlouhodobému monitorování mitochondrií od asymptomatického období až po úplný rozvoj HD. Klíčová slova: Huntingtonova nemoc – komplex I dýchacího řetězce – komplex IV dýchacího řetězce – epiteliální buňky bukálního stěru Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy. Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.
Introduction: Huntington's disease (HD) is an incurable neurodegenerative disorder that manifests progressive behavioral and motoric changes and cognitive dysfunction. It is caused by CAG expansion in huntingtin gene and has almost full penetrance. The striatum is the most affected tissue in HD, but pathological changes are also detected in the peripheral tissues like blood, skeletal muscle or fibroblasts. Intensive HD research in the last years has revealed an important role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis and progression of the disease, which includes changes in the activity of the respiratory chain complexes, ATP synthesis or increased apoptotic stimuli. Aim and material: We decided to analyse the amount of mitochondrial respiratory chain complex I and IV in the epithelial cells of buccal smear in six HD patients and from an animal disease model, minipigs transgenic for the N‑terminal part of human mutated huntingtin (TgHD). Methods: The amount of mitochondrial complexes I and IV was determined by dipstick microimmunocapture assay (Mitosciences). Results: A decreased level of CI and/or CIV in HD patients (4/6), up to 36% of the control values, was detected. The analysis performed on the minipig samples showed strong signals, but no uniform trend was observed within the WT and TgHD groups at the age of 36 months. Conclusions: The advantage of this approach is that samples of buccal cells can be collected repeatedly without the stress for the studied objects and therefore can serve for longitudinal monitoring of mitochondria during the asymptomatic stage until full development of the disease.
- Klíčová slova
- komplex I dýchacího řetězce, komplex IV dýchacího řetězce, epiteliální buňky bukálního stěru, dipstick immunocapture assay, mikroimunoanalýza,
- MeSH
- biologické markery analýza MeSH
- dospělí MeSH
- epitelové buňky MeSH
- geneticky modifikovaná zvířata MeSH
- Huntingtonova nemoc * diagnóza patologie MeSH
- imunosorpční techniky MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- miniaturní prasata MeSH
- mitochondrie * MeSH
- modely u zvířat MeSH
- pilotní projekty MeSH
- prasata MeSH
- proteiny nervové tkáně genetika metabolismus MeSH
- respirační komplex I analýza MeSH
- respirační komplex IV analýza MeSH
- senioři MeSH
- studie případů a kontrol MeSH
- ústní sliznice MeSH
- věk při počátku nemoci MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
Cytochrome c oxidase (CIV) deficiency is among the most common childhood mitochondrial disorders. The diagnosis of this deficiency is complex, and muscle biopsy is used as the gold standard of diagnosis. Our aim was to minimize the patient burden and to test the use of a dipstick immunocapture assay (DIA) to determine the amount of CIV in non-invasively obtained buccal epithelial cells. Buccal smears were obtained from five children with Leigh syndrome including three children exhibiting a previously confirmed CIV deficiency in muscle and fibroblasts and two children who were clinical suspects for CIV deficiency; the smear samples were analysed using CI and CIV human protein quantity dipstick assay kits. Samples from five children of similar age and five adults were used as controls. Analysis of the controls demonstrated that only samples of buccal cells that were frozen for a maximum of 4 h after collection provide accurate results. All three patients with confirmed CIV deficiency due to mutations in the SURF1 gene exhibited significantly lower amounts of CIV than the similarly aged controls; significantly lower amounts were also observed in two new patients, for whom later molecular analysis also confirmed pathologic mutations in the SURF1 gene. We conclude that DIA is a simple, fast and sensitive method for the determination of CIV in buccal cells and is suitable for the screening of CIV deficiency in non-invasively obtained material from children who are suspected of having mitochondrial disease.
- MeSH
- deficit cytochrom-c-oxidázy diagnóza enzymologie genetika MeSH
- dospělí MeSH
- elektromyografie MeSH
- epitelové buňky enzymologie MeSH
- fibroblasty enzymologie MeSH
- imunosorpční techniky * MeSH
- kojenec MeSH
- kultivované buňky MeSH
- Leighova nemoc diagnóza enzymologie genetika MeSH
- lidé MeSH
- membránové proteiny nedostatek genetika MeSH
- mitochondriální proteiny nedostatek genetika MeSH
- mutační analýza DNA MeSH
- neprospívání etiologie MeSH
- předškolní dítě MeSH
- reagenční papírky * MeSH
- respirační komplex I analýza MeSH
- respirační komplex IV analýza MeSH
- sekvenční delece MeSH
- studie případů a kontrol MeSH
- svalová hypotonie etiologie MeSH
- svalové mitochondrie enzymologie MeSH
- tremor etiologie MeSH
- ústní sliznice patologie MeSH
- věk při počátku nemoci MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- předškolní dítě MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- validační studie MeSH
