Zakład Genetyki Molekularnej i Klinicznej Instytutu Genetyki Człowieka PAN jest jedynym laboratorium w Polsce, które zajmuje się pierwotną dyskinezą rzęsek (PCD) pod kątem molekularnym. Mgr Alicja Rabiasz, doktorantka realizująca swoją pracę dyplomową w zakładzie, bierze udział w poszukiwaniu nowych genów zaangażowanych w patogenezę PCD.
PCD to rzadka choroba genetyczna, której podłożem jest dysfunkcja rzęsek ruchowych, organelli występujących na powierzchni różnych komórek. Komórki nabłonka wyściełającego drogi oddechowe i jajowody posiadają na swojej powierzchni liczne rzęski ruchowe (po kilkaset na pojedynczej komórce), których skoordynowany ruch powoduje przesuwanie śluzu pokrywającego nabłonek. Inny rodzaj rzęsek ruchowych, występujących w rozwijającym się zarodku, odpowiedzialny jest za wytworzenie prawidłowej asymetrii ciała. Specjalnym rodzajem rzęski ruchowej jest również pojedyncza wić plemnika, umożliwiająca przemieszczanie się męskich gamet.
Najczęstszymi objawami zaburzenia funkcji rzęsek ruchowych są nawracające infekcje górnych dróg oddechowych, mokry kaszel, przewlekłe zapalenie zatok, a także zapalenie uszu. Rozpoznane zbyt późno lub nieodpowiednio leczone mogą prowadzić do rozstrzeni oskrzeli, niewydolności płuc, a także do niedosłuchu. U kobiet obserwuje się niższą płodność, natomiast u mężczyzn niepłodność wynikającą z zaburzenia ruchu plemników. W przypadku zaburzenia funkcji rzęsek na wczesnym etapie zarodkowym, dochodzi do randomizacji osi ciała. U 50% pacjentów występuje, towarzyszące innym objawom, odwrócenie trzewi, czyli zespół Kartagenera. U takich osób można zaobserwować np. serce zlokalizowane po stronie prawej – tłumaczy naukowiec.
Obecnie znanych jest ponad 40 genów związanych z PCD i liczba ta stale rośnie. Mutacje w tych genach wyjaśniają jedynie 70 proc. przypadków choroby, więc 30 proc. dalej pozostaje bez odpowiedzi. Bardzo istotne jest poszukiwanie molekularnych przyczyn PCD u osób, u których nie znaleziono sprawczych mutacji w badanych genach. Prowadzone w zakładzie badania obejmują poszukiwania kolejnych genów, które mogą być zaangażowane w patogenezę tej choroby. W ramach wcześniejszego projektu zidentyfikowano kilka genów-kandydatów, których zaangażowanie w PCD wymaga udokumentowania. Duże zakonserwowanie ewolucyjne budowy i funkcji rzęsek ruchowych pozwala na wykorzystanie w takich badaniach organizmu modelowego. W projekcie PRELUDIUM (NCN, 2018/29/N/NZ5/00810) organizmem modelowym są robaki płaskie, planarie. Organizmy te posiadają na brzusznej stronie ciała rzęski podobne do tych, które występują w nabłonku oddechowym człowieka, umożliwiające im przemieszczanie się w środowisku. Poprzez tzw. wyciszanie genów-kandydatów w planariach można badać rolę kodowanych przez nie białek w funkcjonowaniu rzęsek ruchowych. Najbardziej obiecujące geny będą następnie analizowane z wykorzystaniem innego modelu – ryby (danio pręgowanego).
Projekt, który realizuję jest szansą na wskazanie, które geny mogą wpływać na funkcjonowanie lub strukturę rzęsek ruchowych w modelach zwierzęcych. Umożliwi to lepsze zrozumienie molekularnych podstaw PCD, co finalnie może pozwolić na poprawę diagnostyki genetycznej tej choroby u ludzi – podsumowuje Alicja Rabiasz.
Kinga Lis
