Ciliopathie je souhrnné označení pro dědičná onemocnění, která plynou z nesprávné funkce řasinek. Na detailní výzkum řasinek – jejich strukturu a procesy růstu – se zaměřuje tým dr. Vladimíra Vargy z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, který nedávno obdržel prestižní grant od European Molecular Biology Organization (EMBO).

„Řasinky a bičíky jsou protáhlé organely na povrchu eukaryotických buněk. Jejich vlnivý pohyb, tzv. bití, je zásadní pro pohyb některých buněčných typů, například prvoků a savčích spermií,“ vysvětluje Vladimír Varga. Bití řasinek na povrchu buněk tvořících epitel dýchacích cest a mozkových komor generuje pohyb hlenu a mozkomíšního moku. Relativně nedávno byla popsána přítomnost řasinek ve zjednodušené formě, jako tzv. primární – neboli nepohyblivé řasinky – na povrchu téměř všech buněk lidského těla. Jedná se o jakési „buněčné antény”, pomocí kterých buňky vnímají fyzikální a chemické vlastnosti svého prostředí a přijímají signály od blízkých i vzdálených sousedů. Řasinky jsou klíčové pro regulaci proudění tekutin v ledvinách, tvoří vlastní receptory čichových i světločivných buněk a lokalizují do nich proteiny signálních drah důležitých pro vývoj savčího zárodku.

Projevy ciliopathií

Velká funkční rozmanitost řasinek způsobuje velmi různorodé projevy jejich poruch. Mohou zahrnovat neplodnost, chronická onemocnění dýchacích cest, poruchy vývoje mozku a kostí, obezitu, cystické onemocnění ledvin, ztrátu čichu i degeneraci oční sítnice. Nemoci plynoucí z nesprávné funkce řasinek jsou souhrnně označovány jako ciliopathie. Jedná se o dědičná onemocnění s různou intenzitou příznaků a k nejznámějším patří polycystické onemocnění ledvin, primární ciliární dyskinezie nebo Bardet-Biedl syndrom. Vzhledem k tomu, že ciliopathie mohou být způsobeny mutací v řadě řasinkových proteinů, není snadné vyvinout účinnou léčbu. Ta se v současnosti omezuje jen na zmírnění příznaků.

Kostra řasinek

Základní strukturou bičíků a řasinek je axonema. Je to cytoskeletální kostra, která u bičíků a pohyblivých řasinek také generuje mechanickou sílu nezbytnou pro vlnivý pohyb. Axonema je tvořena velkým množstvím proteinů (více než 1000 druhů), uspořádaných do komplexů o přesně definované pozici v rámci axonemy. „V naší laboratoři studujeme procesy, které vedou ke vzniku takto komplikované a vysoce organizované struktury,“ dodává Vladimír Varga. Vědci z jeho týmu přitom využívají bičikatého prvoka Trypanosoma brucei, původce spavé nemoci. Ten totiž umožňuje použít širší škálu molekulárně biologických a biochemických metod než jiné buněčné typy. „Pomocí trypanozomy jsme byli schopni vyvinout nové přístupy pro identifikaci proteinů, které se nacházejí specificky v místě růstu axonemy. V současnosti studujeme funkci těchto proteinů v bičíku trypanozom a zároveň aplikujeme stejné biochemické přístupy na savčí řasinky,“ doplňuje Varga.

Spodní řada: Dr. Vladimír Varga, Ing. Radka Hrudíková, horní řada- Mgr. Hana Váchová, Mgr. Peter Gorilák

Grant podpoří Vargovu práci v Česku

EMBO Installation grant, který Vladimír Varga obdržel, se každoročně uděluje výzkumníkům, kteří se vracejí ze zahraničí do země původu. Grant poslouží k sestavení nové výzkumné skupiny v České republice. Vladimír Varga se v roce 2016 vrátil z postdoktorálního pobytu na University of Oxford, kde studoval pohybový aparát eukaryotických buněk. Pro Ústav molekulární genetiky je to již druhý úspěch v řadě. V loňském roce získal stejné ocenění Ondřej Štěpánek na svůj projekt zaměřený na výzkum imunitních T buněk.

Připravil: Odbor akademických médií SSČ AV ČR ve spolupráci s dr. Vladimírem Vargou
Foto: Buňky pigmentového epitelu sítnice rostoucí ve tkáňové kultuře, primární řasinky jsou barveny protilátkou proti acetylovanému tubulinu (zeleně) a buněčná jádra modře. Délka řasinek je cca. 4 mikrometry.
Archiv Ústavu molekulární genetiky AV ČR