Student World

oznámení Tiskového odboru AV ČR

Fyziologický ústav AV v. v. i. vyhlásil nejlepší práce v několika kategoriích autorů, publikované v mezinárodních časopisech v r. 2012. Na čelné posici se umístila práce prof. Davida Sedmery a jeho týmu o embryonálním vývoji srdeční dráždivosti u myši.

Poruchy dráždivosti jsou v dospělosti časté a proto objev genetických a molekulárních regulátorů má praktický dopad na prevenci a léčení arytmií i u člověka. Připomeňme, že srdce většiny savců se stahuje vlivem převodního systému pozměněných srdečních buněk. Povely vycházejí u zdravého srdce z „pacemakerového“ sinoatriálního uzlíku, určujícího rytmus. Během embryonálního vývoje probíhá vlna stahů zpočátku postupně a lineárně od síní ke komorám, které se stahují od širší základny (báze) ke špičce. Ale pohyb krve v srdci a umístění velkých výtokových cév, aorty a plicní tepny, si vyžadují změnu v tom smyslu, že se komory nakonec budou stahovat v podstatě protisměrně, od špičky a bočních stěn zpět k síním a budou hnát krev proti výtokovým cévám na bázi komor. Přesné načasování převodu impulsů a stahů komor a síní je absolutní podmínkou dobré srdeční akce.

Autoři použili ve svých posledních pracích novou metodě optického mapování, zavedenou u nás Dr. Sedmerou v r. 2006. V první studii se podařilo ve spolupráci s vědci z italské Padovy zjistit úlohu genu Pitx2c ve vyvíjejícím se srdci. Pitx2 kóduje transkripční faktory, které se účastní vzniku pravolevé tělesné symetrie a párových orgánů, jako jsou oči, plíce a uspořádání střev. U srdce je jeho úloha zřejmě opačná. O nadvládu nad srdcem u embrya totiž nejprve zápasí dva pacemakerové uzlíky a tento gen určuje, že se řízení ujme jen jeden. U mutantních myší bez tohoto genu jsou funkční oba uzlíky a oba se podílejí na tvorbě vzruchů v předsíních, což se projevuje nebezpečnými arytmiemi, někdy pozorovanými i u lidských plodů (Ammirabile et al., 2012).

Vlastní oceněná práce (2), která vznikla za významného a nadšeného přispění našich postgraduálních studentů MUDr. Jiřího Beneše a Mgr. Barbory Šaňkové, detailně popisuje postupný vývoj fyziologicky nejúčinnějšího stahování komor, ženoucích krev do plic a do těla. V tomto případě autoři ukázali, že zárukou nejlepšího převodu signálu (od síní přes síňokomorový uzlík, mezikomorová Tawarova raménka až do špičky a do stěn komor) je dobrá funkce propojovací bílkoviny konexinu 40. Konexiny jsou bílkovinné lamely, tvořící membránové kanálky, které elektricky i metabolicky propojují sousedící vzrušivé buňky. Když gen pro konexin 40 u myší chybí, správné pořadí stahů komor je narušeno. Do jaké míry, to ukázali autoři ve spolupráci s universitou v Marseille pomocí náročného elektrofyziologického mapování průchodu impulzu od pacemakeru až do komor a současně i opticky pomocí fluorescenčně obarvených vláken převodního systém u (Obrázek 1). Konečný stav nakonec v článku ilustrují detailní snímky z konfokálního mikroskopu. U těchto myší postupně vzniká blokáda pravého Tawarova raménka (Obrázek 2), a jsou zde i poruchy vedení vzruchu v předsíních.

Zatím poslední práce této série (de la Rosa et al., 2013) popisuje patologii komorového převodního systému u myšího modelu syndromu dlouhého intervalu QT, indukovaném nadměrnou expresí mutovaného sodíkového kanálu. I zde se jako hlavní porucha objevuje blokáda pravého raménka a celkové prodloužení aktivačního času komor. Všechny fyziologické změny v srdci autoři logicky vysvětlují poruchami v morfologii, tj.stavbě a uspořádání převodního systému, což je umožněno jeho označením pomocí zelenéhofluorescenčního proteinu. Tyto práce využívají přednosti myších modelů, linií s přesnědefinovanými genetickými poruchami, a detailního elektrofyziologického mapování naembryonálních stádiích, jež je v Evropě dosud dostupné jen velmi omezeně. Samozřejmostíje ale důkladné morfologické vyšetření rostoucích srdíček pomocí konfokální mikroskopie.

Diplom předal 21. 3. 2013 autorům po své přednášce čestný host Akademie a FGÚprofesor Steven Reppert z University of Massachusetts, Medical School., molekulárníchronobiolog světové pověsti, čerstvý držitel oborové medaile Gregora Johanna MendelaAVČR za zásluhy v biologických vědách. Autorům popřál další úspěchy v důležitém výzkumu vývojové „chronobiologie srdce“.

1) Pitx2 confers left morphological, molecular, and functional identity to the sinus venosus myocardium. Ammirabile G, Tessari A, Pignataro V, Szumska D, Sutera Sardo F, Benes J Jr, Balistreri M, Bhattacharya S, Sedmera D, Campione M. Cardiovasc Res. 2012 Feb 1;93(2):291-301.2) The effect of connexin40 deficiency on ventricular conduction system function during development. Sankova B, Benes J Jr, Krejci E, Dupays L, Theveniau-Ruissy M, Miquerol L, Sedmera D. Cardiovasc Res. 2012 Sep 1;95(4):469-79.3) Functional suppression of Kcnq1 leads to early sodium channel remodelling and cardiac conduction system dysmorphogenesis. de la Rosa AJ, Domínguez JN, Sedmera D, Sankova B, Hove-Madsen L, Franco D, Aránega AE. Cardiovasc Res. 2013 Apr 21. [Epub ahead of print]

autor