بررسی بیان ژنهای میتوکندریایی و تعدادی از ژنهای هستهای کمپلکس یک میتوکندری در افراد مبتلا به بیماری فردریش آتاکسیا

میتوکندری، نقشی حیاتی در متابولیسم سلولی و تولید انرژی دارد. که درون غشاء داخلی میتوکندری با کمک 5 مجموعه آنزیمی و طی روند فسفریلاسیون اکسیداتیو انجام می شود. این زنجیره تنفسی از زیرواحدهای پروتئینی تشکیل شده که برخی توسط dna میتوکندری و برخی هم توسط dna هسته رمز می شوند . کمپلکس i، پیچیده ترین و بزرگترین کمپلکس زنجیره تنفسی است که زیرواحدهای آن توسط dna میتوکندریایی و dna هسته رمز می گردد. نقص در این کمپلکس به تنهایی و یا با اشتراک با دیگر کمپلکسها فراوانترین نقص در زنجیره تنفسی گزارش شده است. فردریش آتاکسیا (frda) شایعترین آتاکسیای وراثتی است که دارای الگوی اتوزومال مغلوب است که محصول ژن frda بنام فراتاکسین در سلولهای غنی از میتوکندری بیان می شود. گسترش تکرارهای سه نوکلئوتیدی gaa در اینترون اول ژن frda بر روی کروموزوم شماره 9 سبب کاهش بیان mrna فراتاکسین و در نتیجه کاهش پروتئین فراتاکسین می شود. فقدان فراتاکسین باعث افزایش آهن میتوکندریایی می شود و به دنبال آن ایجاد رادیکالهای آزاد در میتوکندری افزایش می یابد و باعث صدمه به کمپلکس های زنجیره تنفسی خصوصا کمپلکس i می شود. نقص در کمپلکس i زنجیره تنفسی و استرس اکسیداتیوی میتوکندریایی در این بیماری گزارش شده است و اختلال در ژنهای هسته ای و میتوکندریایی کدکننده این کمپلکس، کاندیدی برای تاثیرگذاری بر این بیماری می باشند که استرس اکسیداتیو بنظر میرسد در بیماریزایی نقش دارد. ما در این مطالعه، نقص در زیرواحدهای میتوکندریایی و تعدادی از زیرواحدهای هسته‎ای کمپلکس i در بیماری فردریش آتاکسیا به تعداد 21 بیمار (12 مرد و 9 زن) را بررسی نمودیم و الگوی بیان ژنی بیماران را در قیاس با افراد کنترل به تعداد 24 کنترل آنالیز کردیم که در این پژوهش، از روش نسبی کمیت سنجی مبتنی بر استفاده از ژن reference و با استفاده از تکنیک real time pcr برای بررسی میزان بیان ژنهای هسته‎ای و میتوکندریایی در افراد مبتلا به بیماری فردریش آتاکسیا استفاده گردید. مطالعات ما در چهار ژن از این ژنهای مورد مطالعه کمبود بیان مشاهده شده را گزارش نمودیم که این ژنها عبارتند از: ژنهای nd2, nd4l و nd6 از ژنهای میتوکندریایی و ژن ndufa1 از ژنهای هسته ای که میزان کاهش بیان این ژنها از لحاظ آماری t تست و مقدار p<0.05 معنی دار است. آنالیز آماری بوسیله برنامه graphpad prism انجام گرفت. نتایج همچنین تغییرات بیانی در سایر ژنها را نیز نشان می‎دهد اما با توجه به مقدار p این تغییرات معنی دار نیستند. همچنین زیرواحدهای میتوکندریایی کمپلکس i نسبت به زیرواحدهای هسته ای این کمپلکس، الگوی بیانی متفاوتی را نشان داد. الگوی بیانی ژنهای میتوکندریایی و هسته ای اشاره به تاثیر تخریب میتوکندریایی و تخریب عصبی بیماری فردریش آتاکسیا دارد. در این آزمایش همچنین ارتباط این بیماری با بیومارکر fgf21 به همراه دو گروه یکی گروهی که مشکلات میتوکندریایی ندارند به عنوان کنترل منفی و یک گروهی که مشکلات میتوکندریایی دارند به عنوان کنترل مثبت بوسیله تست الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج تست مشخص کرد که میزان این بیومارکر در افراد فردریش بطور معنی داری (p<0.05) پایینتر از افراد کنترل مثبت و در حد نرمال بود. میزان آن نزدیک به افراد کنترل منفی می باشد و تغییراتی نسبت به افراد نرمال دیده نشده است. همچنین در میان افراد کنترل مثبت که مشکلات میتوکندریایی دارند هم میزان غلظت این بیومارکر در زنها به مقدار قابل ملاحظه ای بیشتر از مردان بدست آمد. در نهایت می توان گفت که بیومارکر fgf21 گزینه مناسبی برای بیماریهای میتوکندریایی می باشد اما بیومارکر مناسبی برای بیماری فردریش آتاکسیا نمی باشد.