Výskum kompenzačných mechanizmov srdca na úrovni mitochondrií pomocouhmotnostnej spektrometrie a fluorescenčnej spektroskopie

Primárne karty

ISBN: 978-80-972360-4-5

Výskum kompenzačných mechanizmov srdca na úrovni mitochondrií pomocouhmotnostnej spektrometrie a fluorescenčnej spektroskopie

Pavol Mišenko1 , Iveta Waczulíková , Miroslav Ferko2 , Natália Andelová , Šimon Šutý ,
1 Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Univerzita Komenského, Mlynská Dolina, 842 48 Bratislava 4, Slovensko
2 Ústav pre výskum srdca, Centrum experimentálnej medicíny SAV, Dúbravská cesta 9, 841 04 Bratislava, Slovensko
pavolmisenko.95@gmail.com

Vzdialený ischemický conditioning (RIC) pozostáva z krátkych epizód ischémie nasledovaných reperfúziou v niektorej z častí organizmu. Prvé popísanie RIC sa pripisuje dvojici Whittaker a Przyklenk, ktorí predpokladali vylúčenie "protektívnych faktorov" po krátkych epizódach ischémie. Podobným je aj stav metabolického preconditioningu (MP). Metabolický preconditioning nastáva pri akútnom diabete a vo viacerých štúdiách bola preukázaná jeho ochranná účinnosť na srdcové mitochondrie (Malfitano et al., 2010). Zistilo sa, že diabetes má protektívnu funkciu vo viacerých patologických procesoch, ako napríklad ischémia, hypoxia a preťaženie vápnikom (calcium overload) (Schaffer et al., 2000; Champattanachai et al., 2007). V posledných rokoch sa v súvislosti s MP dostávajú čoraz viac do popredia mitochondriálne póry prechodnej permeability (mPTP). Presné molekulárne zloženie mPTP, spolu so všetkými regulačnými dráhami, však doposiaľ nie je známe. Za hlavné zložky sa v súčasnosti považujú ATP syntáza, cyklofilín D (CyPD), adenín nukleotidový translokátor (ANT) a napätovo závislý kanál (VDAC) (Pérez et al., 2017; Bernardi et al., 2015).

Vzhľadom na multienzýmový charakter mPTP predstavuje hmotnostná spektrometria vhodnú metódou na primárny a exploratívny výskum faktorov podieľajúcich sa na MP a zložení a regulácii mPTP. Neustálym zdokonaľovaním "label-free" kvantitatívnych metód je možné uskutočňovať komparatívno-kvantitatívne experimenty pre širokú škálu proteínov vo vzorkách. Jedným z najviac používaných kvantitatívnych ukazovateľov je exponenciálne modifikovaný "protein abundance index" (emPAI), použitím ktorého je možné relatívne kvantifikovať takmer všetky proteíny identifikované vo vzorke (Ishihama et al., 2005). Zvyšovaním komerčnej dostupnosti hmotnostných spektrometrov sa stávajú experimenty využívajúce hmotnostnú spektrometriu na identifikáciu a kvantifikáciu proteínov čoraz bežnejšie. Pomocou hmotnostnej spektrometie sme schopní získať veľké množstvo dát, ktoré sú navzájom prepojené a častokrát ťažko interpretovateľné. Tento problém si preto vyžaduje vytvorenie vhodných experimentálnych a analytických prístupov umožnujúcich správnu analýzu dát a zvýšenie spoľahlivosti výsledkov.

Poďakovanie: 

Podporené grantmi VEGA 2/0121/18, APVV 15-0119 a VEGA 2/0121/18; ITMS 26230120009.

Zdroje: 

BERNARDI, Paolo; LISA, Fabio Di, 2015. The mitochondrial permeability transition pore: Molecular nature and role as a target in cardioprotection. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. Roč. 78, s. 100–106.
CAMPATTANACHAI, Voraratt; MARCHASE, Richard B.; CHATHAM, John C., 2007. Glucosamine protects neonatal cardiomyocytes from ischemia-reperfusion injury via increased protein-associated O-GlcNAc. Am J Physiol Cell Physiol. Roč. 292, s. C178–C187.
ISHIHAMA, Yasushi; ODA, Yoshiya; TABATA, Tsuyoshi; SATO, Toshitaka; NAGASU, Takeshi; RAPPSILBER, Juri; MANN, Matthias, 2005. Exponentially Modified Protein Abundance Index (emPAI) for Estimation of Absolute Protein Amount in Proteomics by the Number of Sequenced Peptides per Protein. Molecular and Cellular Proteomics. Roč. 4, s. 1265–1272.
MALFITANO, Christiane; LOUREIRO, Tatiana C. A.; RODRIGUES, Bruno; SIRVENTE, Raquel; SALEMI, Vera M. C.; RABECHI, Nara B.; LACCHINI, Silvia; CURI, Rui; IRIGOYEN, Maria Claudia C., 2010. Hyperglycaemia protects the heart after myocardial infarction: aspects of programmed cell survival and cell death. European Journal of Heart Failure. Roč. 12, s. 659–667.
PÉREZ, María José; QUINTANILLA, Rodrigo A., 2017. Development or disease: duality of the mitochondrial permeability transition pore. Developmental Biology. Roč. 426, s. 1–7.
SCHAFFER, Stephen W.; CROFT, Cherry Ballard; SOLODUSHKO, Viktoriya, 2000. Cardioprotective effect of chronic hyperglycemia: effect on hypoxia-induced apoptosis and necrosis. Am J Physiol Hearth Circ Physiol. Roč. 278, s. H1948–H1954.