Mucopolysaccharidosis type IIIB (MPS IIIB) is a rare disease resulting from a mutation in the Naglu gene responsible for encoding an alpha-N-acetylglucosaminidase enzyme. This mutation leads to the accumulation of heparan sulfate in cells, causing their abnormal functioning and over time resulting in the malfunction of the entire tissues and organs. We used a cellular model of mucopolysaccharidosis derived from a mouse with a mutation in the Naglu gene (Naglu-/-); a cell line derived from a wild type (WT) mouse was used as a reference. Daidzein was chosen for this study because of its similar properties and structure to genistein, which was a compound that potentially inhibited disease progression (clinical trials have not confirmed this). The aim of the studies included in this thesis was to test whether and if so, how daidzein affects the non-oxidative L-cysteine metabolism , and whether this effect can be described as beneficial for cells with MPS IIIB. To achieve this goal, the levels of low molecular weight sulfur compounds (oxidized glutathione, reduced glutathione, cysteine, and cystine) and sulfane sulfur, were determided. Moreover, the activity and expression analysis of genes encoding sulfurtransferases: cystathionine γ-lyase (CTH), 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (MPST), and rhodanase (TST) was performed. The results we obtained indicate that daidzein affects the non-oxidative metabolism pathway of L-cysteine, and this effect is different and dependent on the cell line. In the WT cell line, 50 µM daidzein causes a reduction in glutathione (GSH) level and the level of sulfane sulfur-containing compounds; however, cells attempt to counteract the reduction in sulfane sulfur level by increasing CTH expression and CTH and MPST activity. In contrast, the Naglu-/- cells after administration of 50 µM daidzein maintain GSH at the control level, probably, indirectly, due to an increase in cystine level. However, as in the WT cells, the level of sulfane sulfur-containing compounds is reduced, but here, contrary to the WT cell line, the expression and activity of sulfurtransferases remains at the control levels. Based on the results, it is difficult to state conclusively that daidzein shows beneficial effects on Naglu-/- cells, further studies are needed.
Mukopolisacharydoza typu IIIB (MPS IIIB) jest chorobą rzadką, będącą wynikiem mutacji w genie Naglu odpowiedzialnym za kodowanie enzymu o nazwie alfa-N-acetyloglukozaminidaza. Konsekwencją tej mutacji jest gromadzenie się w komórkach siarczanu heparanu, co prowadzi do nieprawidłowego funkcjonowania tych komórek, a z czasem również całych tkanek i narządów. W badaniach wykorzystano komórkowy model mukopolisacharydozy wyprowadzony od myszy z mutacją w genie Naglu (Naglu-/-), jako referencji użyto linii komórkowej wyprowadzonej od myszy typu dzikiego (wild type – WT). Do badań wybrano daidzeinę, ze względu na zbliżone właściwości i budowę do genisteiny, która była związkiem potencjalnie hamującym przebieg choroby (badania kliniczne tego niepotwierdziły). Celem badań zawartych w tej pracy było sprawdzenie czy daidzeina wpływa na beztlenowy metabolizm L-cysteiny i w jaki sposób oraz czy ten wpływ można określić jako korzystny dla komórek z MPS IIIB. Aby zrealizować ten cel, oznaczono poziom niskocząsteczkowych związków siarki (glutation utleniony, zredukowany, cysteina i cystyna), poziom siarki sulfanowej oraz wykonana została analiza aktywności i ekspresji genów kodujących siarkotransferazy: γ-liazę cystationinową (CTH), siarkotransferazę 3-merkaptopirogronianu (MPST) i rodanazę (TST). Uzyskane wyniki wskazują, że daidzeina wpływa na beztlenowy szlak przemian L-cysteiny, a wpływ ten jest różny i zależny od linii komórkowej. W komórkach linii WT, 50 µM daidzeina powoduje obniżenie poziomu glutationu (GSH) i poziomu związków zawierających siarkę sulfanową, jednak komórki starają się przeciwdziałać obniżeniu poziomu siarki sulfanowej poprzez wzrost ekspresji CTH i aktywności CTH i MPST. Natomiast, komórki Naglu-/- po podaniu 50 µM daidzeiny utrzymują GSH na poziomie kontrolnym, prawdopodobnie, pośrednio, dzięki wzrostowi poziomu cystyny. Jednak tak samo jak w komórkach WT, poziom związków zawierających siarkę sulfanową ulega obniżeniu, ale tu, przeciwnie do linii komórkowej WT, ekspresja i aktywność siarkotransferaz pozostaje na poziomie kontrolnym. Na podstawie uzyskanych wyników, trudno jest jednoznacznie stwierdzić, że daidzeina wykazuje korzystny wpływ na komórki Naglu-/-, potrzebne są dalsze badania.
