Danio pręgowany do badań nad wrodzonym przerostem nadnerczy

Ów gen, CYP21A2, odpowiada za produkcję sterydu 21-hydroksylazy. Jako enzym jest on zaangażowany w proces kaskadowy w ramach produkcji hormonów – kortyzolu i aldosteronu. Następstwa kliniczne CAH wynikają z niedoboru kortyzolu i aldosteronu oraz z nadmiaru hormonów płciowych. Terapia zastępcza glikokortykoidami zmniejsza symptomy, jednak w dalszej perspektywie dość powszechne jest występowanie chorób współistniejących.

Aby określić molekularną patogenezę niedoboru sterydu 21-hydroksylazy (21OHD), będącą przyczyną zaburzenia, projekt MOST (Modelling steroidogenesis) przyjrzał się funkcji 21-hydroksylazy oraz reakcji całego organizmu na jej niedobór podczas rozwoju oraz w dorosłym życiu na modelu dania pręgowanego.

Wyniki badania skupiały się na działaniu białka Cyp21a2 dania pręgowanego (zCyp11a2). Uwzględniono przy tym skutki tego działania na początku produkcji kortyzolu w embrionie. U osobników dorosłych produkcja ogranicza się do tkanek steroidogennych. Zidentyfikowano alternatywną transkrypcję białka zCyp21a2, która jest silnie zachowawcza wśród gatunków. Jest ona dziedziczona za pośrednictwem linii żeńskiej, a jej ekspresja następuje w całym okresie wczesnego rozwoju.

Określono także rolę zCyp21a2 podczas rozwoju, wykorzystując w tym celu szereg mutantów o przejściowo wyciszonej ekspresji. Do badania uzyskanych fenotypów posłużono się obserwacjami stereomikroskopowymi oraz chromatografią cieczową sprzężoną z tandemową spektrometrią mas.

Zespół projektu MOST zaprojektował także pary nukleaz efektorowych przypominających aktywator transkrypcji, by móc edytować genomy poprzez wstawianie i usuwanie sekwencji. Przy użyciu sekwencjonowania, topnienia w wysokiej rozdzielczości oraz fermentacji enzymatycznej badacze zaobserwowali zmutowane embriony ryb wykazujące nadmiernie barwiony fenotyp, co stanowi cechę charakteryzującą pierwotną niedoczynność kory nadnerczy u ludzi.

Badania mające na celu ocenę wpływu 21-OHD na cały organizm wciąż trwają, pomimo zakończenia realizacji projektu. Projekt MOST dokonał wyraźnych postępów w badaniach translacyjnych choroby nadnerczy, wykorzystując w tym celu dania pręgowanego jako nowoczesny model. Na podstawie danych opublikowano dwa streszczenia dla potrzeb renomowanych konferencji. Wyniki prac przedstawiono także na forum Sex Dev poświęconym rozwojowi płciowemu oraz w rozdziale zatytułowanym "The hypothalamo-pituitary-adrenal axis and its regulation" w książce "In Neuroendocrine Disorders in Children" (w druku).

We współpracy z innymi specjalistycznymi laboratoriami, badacze stworzyli metodę odróżniania między różnymi typami zaburzeń steroidogennych. Stanowi to obietnicę ogromnych korzyści w praktyce klinicznej w kontekście prognozowania i wczesnego diagnozowania wrodzonych zaburzeń nadnerczy.