DNA damage and repair, and variability of genes of base excision DNA repair pathway in depression

Zaburzenia depresyjne (ZD, depresja) są ciężką chorobą psychiczną, mogącą prowadzić do śmierci samobójczej. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia około 350 milionów ludzi cierpi na ZD, co stanowi ok. 5% populacji ludzkiej. Depresja jest jeszcze większym problemem w krajach rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone, gdzie odsetek chorych może stanowić 10%. W Polsce według szacunków Krajowego Konsultanta do Spraw Psychiatrii co 11-ty Polak może mieć objawy zaburzeń depresyjnych. Istnieją badania wskazujące, że do 2020 roku depresja, obok chorób niedokrwiennych serca, stanie się jedną z najbardziej ekonomicznie i społecznie problematycznych chorób. Co istotniejsze, około jedna trzecia pacjentów nie odpowiada na tradycyjne, farmakologiczne metody leczenia. Pomimo intensywnych badań, patogeneza ZD nie została do końca poznana. Wiadomo, że u pacjentów cierpiących na tę chorobę występują zaburzenia w ekspresji neuroprzekaźników, zmiany w osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, strukturalne i genowe zmiany w obrębie mózgu i stan zapalny. Nieliczne prace wskazują, że obok stanu zapalnego u pacjentów z depresją występuje zwiększony stres oksydacyjny. Stres ten spowodowany jest m.in. zwiększoną produkcją mitochondrialnych reaktywnych form tlenu (RFT), które mogą uszkadzać biomolekuły, w tym DNA. Potwierdza to fakt wykrycia u pacjentów z ZD podwyższonego poziomu dialdehydu malanowego i 8-izo-prostaglandyny F2 będących markerami oksydacyjnych uszkodzeń kwasów tłuszczowych oraz 8-oksoguaniny (8-oksoG), markera oksydacyjnych uszkodzeń DNA. Zwiększone stężenie 8-oksoG u pacjentów z depresją stwierdzono w osoczu, moczu i komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMCs). Jednakże, u osób z łagodniejszymi, nieklinicznymi objawami depresji poziom 8-oksoG w moczu nie różnił się od tego wykrytego w grupie kontrolnej. Może to wskazywać na fakt zależności pomiędzy ilością uszkodzeń DNA, a intensywnością objawów choroby. 8-oksoG należy do grupy oksydacyjnych modyfikacji zasad azotowych, które są w głównej mierze usuwane przez szlak naprawy DNA przez wycinanie zasad (BER). W szlaku tym możemy wyróżnić 4 etapy: rozpoznawanie i wycięcie uszkodzonej zasady przez glikozylazę, modyfikację powstałego miejsca apurynowego/apirimidynowego (AP) przez liazę miejsca AP (APEX1) lub glikozylazę posiadającą tego typu aktywność, syntezę naprawczą przeprowadzaną przez polimerazy DNA oraz na końcu połączenie dwóch odcinków naprawianej nici przez ligazę lub też w przypadku szlaku alternatywnego usunięcie struktury odstającej nici przez FEN1 i ligację. Dodatkowo występują białka spełniające rolę rusztowania lub receptora, takie jak XRCC1 i PARP1. W niniejszej pracy zbadano poziom uszkodzeń DNA, pęknięć nici, miejsc alkalicznie labilnych oraz modyfikacji oksydacyjnych puryn i pirymidyn, jak również efektywność naprawy DNA u pacjentów z depresją w porównaniu do grupy kontrolnej bez zaburzeń psychicznych. Dodatkowo ze względu na to, że obecność polimorfizmów pojedynczego nukleotydu w genach kodujących białka naprawy może modulować efektywność tej naprawy DNA, zbadane zostało 12 tego typu polimorfizmów w 9 genach kodujących białka BER.Badania przeprowadzone w ramach niniejszej rozprawy doktorskiej zostały sfinansowane z następujących źródeł: • Grant Narodowego Centrum Nauki przyznany w ramach konkursu PRELUDIUM nr DEC-2014/13/N/NZ7/00232 „Uszkodzenia i naprawa mitochondrialnego DNA w depresji” Kierownik – mgr Piotr Czarny • Dotacja celowa na finansowanie działalności polegającej na prowadzeniu badań naukowych lub prac rozwojowych oraz zadań z nimi związanych, służących rozwojowi młodych naukowców oraz uczestników studiów doktoranckich przyznana przez Dziekana Wydziału BiOŚ UŁ w roku 2013 i 2014 • Praca realizowana była w ramach projektu „Doktoranci – Regionalna Inwestycja w Młodych Naukowców nauk przyrodniczych i technologicznych – Akronim – D-RIM BIO” realizowanego przez Biuro Programów Badawczych i Strukturalnych UŁ w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki, Poddziałania 8.2.1