A study of a new mucopolysaccharidosis cell model using fluorescence spectroscopic methods

Mukopolisacharydoza należy do grona niezwykle rzadkich chorób genetycznych. U podstaw choroby leży mutacja w genie kodującym ekspresję enzymów lizosomalnych, odpowiedzialnych za rozkład glikozamonoglikanów (GAG), w tym siarczanu heparanu. W zależności od rodzaju enzymu, którego brakuje bądź wystąpiła jego dysfunkcja, wyróżniamy kilka podtypów mukopolisacharydozy (typ I, II A, B, III A, B, C i D, IV A i B, VI i VII, IX). Z powodu braku lub znacznego obniżenia aktywności odpowiednich enzymów, niemożliwy jest rozkład GAG w lizosomach, czego skutkiem jest ich nagromadzenie we wspomnianych organellach. Spichrzanie GAG prowadzi do pęcznienia lizosomów i uszkodzenia pozostałych części składowych komórki, co wiąże się z wystąpieniem objawów chorobowych. Mukopolisacharydoza nieuchronnie prowadzi do degeneracji układu nerwowego i ruchowego, co objawia się regresją rozwoju już w wieku dziecięcym. Obecnie na rynku nie ma skutecznego leku na tę chorobę, zazwyczaj stosowane jest jedynie leczenie objawowe. Celem niniejszej pracy jest sprawdzenie, czy komórki są w stanie pobierać siarczan heparanu ze środowiska pozakomórkowego. Potwierdzenie zdolności wchłaniania glikozaminoglikanów z macierzy zewnątrzkomórkowej otworzyłoby nowe możliwości terapii związanej z obniżeniem stężenia GAG w płynach ustrojowych. Analizie poddano komórki wyprowadzone z linii komórkowej pochodzącej z ogona mysiego. Przeprowadzono szereg badań spektroskopowych oraz mikroskopowych celem zbadania zdolności komórek do pobierania siarczanu heparanu z otoczenia.Mucopolysaccharidosis belongs to a group of extremely rare genetic diseases. At the root of the disease lies a mutation in the gene coding the expression of lysosomal enzymes that are responsible for the breakdown of glycosaminoglycans (GAGs), including heparan sulphate. Depending on the type of enzyme that is missing or there has appeared an enzyme dysfunction, we distinguish several subtypes of mucopolysaccharidosis (type I, II A, B, III A, B, C and D, IV A and B, VI and VII, IX). Due to the lack or significant reduction in the activity of the correct enzymes, it is impossible to break down GAGs in lysosomes, resulting in their accumulation in these organelles. GAG storage leads to swelling of lysosomes and damage to other cell components, which is associated with the appearance of disease symptoms. Mucopolysaccharidosis inevitably leads to the degeneration of the nervous and motor systems, which is manifested by regression of development already in childhood. Nowadays, there is no effective cure for this disease, usually only symptomatic treatment is used. The aim of this bachelor's thesis is to check whether cells are able to take heparan sulphate from the extracellular medium. Confirmation of the ability to absorb glycosaminoglycans from the extracellular matrix would open new possibilities of therapy associated with the reduction of GAG concentration in body fluids. Cells originating from the cell line derived from the mouse tail were analyzed. A number of spectroscopic and microscopic studies were carried out to investigate the possibilities of cells to collect heparan sulphate from the environment