Przyczyny zmienności fenotypowej zespołów padaczkowych uwarunkowanych mutacjami kanału jonowego sodowego Nav1.1.

1. Cel prowadzonych badań/hipoteza badawcza
Zespoły padaczkowe, których podłoże molekularne stanowią mutacje genu SCN1A kodującego podjednostkę a potencjałozależnego kanału jonowego Na+ (Nayl.l) stanowią grupę jednostek chorobowych o dużej zmienności fenotypowej. Są to zarówno padaczki o stosunkowo łagodnym obrazie klinicznym, jak i katastroficzne encefalopatię padaczkowe, np. zespół Dravet. Do tej pory nie ustalono zależności pomiędzy rodzajem i lokalizacją mutacji w genie SCN1A a obrazem klinicznym obserwowanego zespołu, w zdecydowanej większości przypadków nie wiadomo też jakie funkcje potencjałozależnego kanału jonowego Na+ ulegają zaburzeniu w poszczególnych przypadkach choroby. Biorąc pod uwagę fakt zmienności obrazu klinicznego dla konkretnych mutacji, nawet u osób spokrewnionych można postawić hipotezę, że fenotyp pacjenta (typ zespołu padaczkowego) jest wynikiem rodzaju patologii molekularnej i zaburzenia funkcjonalnego podjednostki Nayl.l, na co nakładać się może wpływ czynników modyfikujących ostateczny obraz kliniczny choroby.
Celem niniejszego projektu jest zbadanie metodami in vitro, oraz przyżyciową związków pomiędzy rodzajem mutacji SCNIA a zaburzeniami funkcji potencjałozależnych kanałów jonowych Na+, oraz wpływu potencjalnych genetycznych modyfikatorów na obraz kliniczny choroby. Wyniki pozwolą także na poznanie osobniczej heterogenności genetycznej w obrębie genów kodujących inne kanały jonowe u pacjentów z populacji polskiej a także ich wpływ na zmienność fenotypu analizowanych zespołów padaczkowych.
2. Zastosowana metoda badawcza/metodyka
Wybrane mutacje genu SCNIA stwierdzane u pacjentów z zespołem Dravet, odtworzone w cDNA genu SCNIA poddane zostaną ekspresji w modelowych nieneuronalnych komórkach HEK tsA201. Potencjałozależne prądy jonowe Na+ w tych komórkach zbadane zostaną przy użyciu techniki voltage-clamp w celu określenia właściwości kintycznych prądów jonowych Na + występujących w różnych typach mutacji genu SCNIA. U pacjentów przeprowadzone zostanie badanie pobudliwości błony nerwów obwodowych które pozwoli na wykazanie, czy dysfunkcje kanałów jonowych Na+ są uchwytne klinicznym badaniem neurofizjologicznym i czy wyniki tego badania wykazują korelację z wynikami doświadczeń voltage-clamp. W celu identyfikacji czynników wpływających na zależny od mutacji genu SCNIA fenotyp, przeprowadzona zostanie, z zastosowaniem eksomowego sekwencjonowania następnej generacji, analiza zmienności genów kodujących kanały jonowe które mogą wpływać na funkcję potencjałozależnych kanałów jonowych Na', a więc stanowić genetyczne modyfikatory przebiegu zespołu padaczkowego.
3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Wykonanie badań przewidzianych w ramach projektu pozwoli na pogłębienie wiedzy na temat molekularnego i funkcjonalnego podłoża genetycznie uwarunkowanych wczesnodzieciecych encefalopatii padaczkowych, w szczególności w kontekście przeniesienia patologii molekularnej na zaburzenia funkcjonalne potencjałozależnego kanału Na+ i ich korelacji z fenotypem.