V-ATPase assembly meets cutis laxa and CDG in complexome profiling

Radboud UMC - Nijmegen
Drs. Thatjana Gardeitchik
V-ATPase assembly meets cutis laxa and CDG in complexome profiling
Stofwisselkrachtsubsidie: € 20.000,00
startdatum: 1-12-2014
looptijd: 12 maanden
 

Cutis Laxa betekent letterlijk ruime huid. De huid van kinderen met Cutis Laxa is rimpelig en lijkt wel te ruim te zijn voor het lichaam. Kinderen met Cutis Laxa zien er door hun rimpelige huid vaak oud uit, met name als ook de huid in het gezicht is aangedaan. Naast de huidsymptomen hebben deze kinderen vaak ook andere problemen, zoals bijvoorbeeld extreem beweeglijke gewrichten, lies- en navelbreuken en hart- en vaatafwijkingen. Cutis Laxa komt bij een aantal verschillende erfelijke stofwisselingsziekten voor. Onder ander bij twee aandoeningen van de glycosylering: COG7-CDG en ATP6V0A2-CDG.
ATP6V0A2 CDG wordt veroorzaakt door een dubbele verandering in het erfelijk materiaal van de patient. Het aangedane gen heet ATP6V0A2. De verandering in dit gen zort er voor dat een bepaalde eiwitpomp (de zogenaamde V-ATPase) in de cel niet goed gebouwd kan worden en niet meer voldoende werkt. Deze pomp is nodig om te zorgen dat de cel in optimale conditie is om suikerketens op eiwitten te zetten. Wanneer de V-ATPase pomp niet werkt, lukt het de cel niet om die suikerketens goed op de eiwitten te zetten: er ontstaat een probleem in de glycoselering, een CDG.
Het exacte mechanisme hoe defecten in dit ingewikkelde geheel leiden tot Cutis Laxa is nog niet helemaal duidelijk.
Hoewel we van veel patiënten nu wel weten welk gen-defect hun ziekte veroorzaakt, blijft er nog een grote groep patiënten over waarvan de genetische diagnose ontbreekt. Nieuwe technologische ontwikkelingen leiden ons in onze zoektocht naar het vinden van mogelijke nieuwe genetische fouten: ATP6V1A, die een bouwsteen codeert van het V-ATPase complex en PI4K2A, waarvan er indicaties zijn in de literatuur dat het eiwit product verband houdt met de V-ATPase.
De ontdekking van deze nieuwe genetische defecten in relatie tot de werking van V-ATPase biedt nu een kans om meer inzicht te verkrijgen in het mechanisme dat de ziekte veroorzaakt bij patiënten met een niet goed werkende V-ATPase. In het laboratorium in Nijmegen is onlangs een nieuwe methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om nauwkeuriger te kunnen kijken naar het bouwproces (de assemblage) en onderlinge wisselwerking van delen in de V-ATPase in zowel gezonde controle cellen als in cellen van patiënten met de aandoening.
Het goed begrijpen van het mechanisme achter de ziekte is van cruciaal belang om nieuwe methodes voor diagnostiek en mogelijke behandeling te ontwikkelen. Het opsporen van onbekende delen die met elkaar in verband staan kan ook leiden naar de ontdekking van nieuwe kandidaat genen in patiënten zonder genetische diagnose. Hoewel deze studie zich richt op een specifiek onderdeel, kan het ook een rol spelen als begin en voorbeeld voor een bredere studie naar heel veel sub-unit onderdelen in de Golgi, die betrokken zijn bij verschillende andere stofwisselingsziekten.

Samenvatting van de uitkomsten van dit onderzoek
 

Voor patiënten en ouders is het belangrijk om te weten wat de oorzaak is van hun ziekte. Antwoorden op de vragen als waar komt het vandaan; zijn er meer mensen als ik en wat is de kans dat een broer of zus dezelfde ziekte krijgt? Naast persoonlijke redenen, is weten wat er mis is de eerste stap naar een therapie. 

Veelal wordt bij stofwisselingsziekten erfelijkheidsonderzoek gedaan om een diagnose te stellen. We kunnen tegenwoordig zoveel ‘in de genen’ bekijken dat we soms veranderingen vinden waarvan we niet precies weten wat ze betekenen: een variatie van normaal of de oorzaak van de ziekte. Je krijgt dan geen duidelijk antwoord. Het is belangrijk dat we technieken ontwikkelen om te kijken of zo’n genetische variatie daadwerkelijk effecten heeft in de cel. De complexome profiling die we in dit onderzoek gebruikt hebben, is daar een voorbeeld van. Bij een kleine groep patiënten met een bepaalde stofwisselingsziekte (CDG met cutis laxa) vonden we vergelijkbare, genetische veranderingen. Deze genen zijn recepten voor de bouwstenen van een belangrijke eiwitpomp. Met deze nieuwe techniek kun je op celniveau kijken hoe deze pompen opgebouwd worden. We zagen dat bij patiënten met de genverandering de eiwitpomp inderdaad minder goed werd gemaakt. Daarmee toonden we aan dat de gevonden genetische variatie inderdaad de oorzaak is van hun ziekte. Met het onderzoek lieten we zien dat deze nieuwe techniek bijdraagt aan onze kennis over processen in de cel. Voor de families vonden we een antwoord een deel van hun vragen. 


De uitgebreide uitkomsten van dit onderzoek zijn na te lezen in de publicatie in The American Journal of Human Genetics

Onderzoeks overzicht