Sdílet
29. ledna 2018
Cystická fibróza je jedno z nejčastějších genetických onemocnění, u které přenáší 4 ze 100 osob minimálně jednu mutaci. V případě, že spolu dva přenašeči zplodí potomka, jejich dítě má 25% šanci, že cystickou fibrózou onemocní, což znamená silně narušenou funkci plic a zkrácenou délku života. Závažné formy cystické fibrózy jsou spojeny s chybným sestřihem pre-mRNA, která kóduje iontový kanál s názvem CTFR. Molekulárnímu základu tohoto chybného sestřihu zatím rozumíme jen velmi málo, což znesnadňuje vývoj budoucí léčby.
V rámci ASCE (Aberantní Splicing CFTR Exon 9), projektu podpořeného Evropskou unií, vědečtí pracovníci z CEITEC MU poprvé určili molekulárně-biologické detaily mechanismu aberantního sestřihu (splicing). Využitím NMR spektroskopie spolu s dalšími složitými biofyzikálními technikami, které jsou k dispozici na CEITEC MU (NMR, SAXS, ITC, FA), zjistili strukturu klíčového proteinu s názvem TDP-43, vázaného v místě aberantního sestřihu pre-mRNA.
„Určení struktury tohoto velkého RNA-proteinového souboru bylo skutečnou výzvou, ale získali jsme tak skvělé poznatky o molekulárním základu tohoto aberantního sestřihu způsobujícího dané onemocnění. Zjistili jsme, že dvě kopie TDP-43 se váží na UG-opakování v 3‘ místě sestřihu pre-mRNA pro gen CFTR. Každá kopie proteinu rozeznává RNA sekvenci díky dvěma RNA-rozpoznávacím motivům, označovaným RRM. Vazba TDP-43 na pre-mRNA navíc tvoří dvě nová interagující místa, jedno mezi RNA-rozpoznávacími motivy uvnitř jedné molekuly proteinu a druhé mezi dvěma kopiemi proteinu. Narušení těchto vazeb mutacemi obnovuje správný sestřih exonu 9 genu CFTR, proto obě interakce představují smyslupné cíle potenciálního léčiva. Zkoumáním vazebné interakce pomocí metody využívající fluorescenčně značený substrát se nyní chystáme prověřit databázi o 90 0000 chemických sloučeninách, abychom získali ty z nich, které narušují interakci TDP-43 s 3‘ místem sestřihu pre-mRNA pro gen CFTR“ uvedl Peter J. Lukavsky, vedoucí výzkumné skupiny CEITEC MU.
Cílení na interakci proteinu TDP-43 s RNA by mohlo vést k vývoji účinné léčby nejen pro závažné formy cystické fibrózy, ale také pro několik neurodegenerativních onemocnění, s nimiž je TDP-43 spojen.
„Jakmile objevíme účinné inhibitory interakcí TDP-43 s RNA, budou dále testovány pomocí in vitro a in vivo metod a následně určíme struktury komplexů proteinu TDP-43 s těmito inhibitory jako základ pro cílený návrh léčiva“ dodal Peter.
V současnosti se vědci snaží zformovat komplex 3‘ místa aberantního sestřihu s příslušnými vázebnými proteiny za účelem plánované strukturální studie. Tímto by v budoucnu rádi plně objasnili mechnismus aberantního sestřihu exonu 9 genu CTFR.