New methods for the study of Primary Ciliary Dyskinesia

Os cilios e flagelos são projeções celulares encontradas nas células eucariotas, são altamente conservados entre espécies e envolvidos na locomoção e movimentação de fluídos. A Discinésia Ciliar Primária (DCP) é uma doenca genética autossómica recessiva dos cílios móveis, que tem como consequência várias manifestações clínicas. Estima-se que a DCP afete ~1 em cada 10.000 pessoas, mas é mais prevalente em grupos com marcada consanguinidade. A DCP está associada até à data a mais de 40 genes causadores de doença. O diagnóstico da DCP envolve a combinação de vários testes, entre eles a microscopia electrónica (ME), teste determinante na classificação de anomalias ciliares. Neste trabalho foquei-me nos cílios móveis e em como se classificam as derivações à estrutura considerada normal. Este estudo levou ao desenvolvimento de feramentas e diretrizes que tornam o diagnóstico de DCP por EM mais estandardizado, informativo e fidedigno. A DCP necessita de ser modelada em organismos vertebrados como o ratinho, a rã e o peixe-zebra (PZ) para melhor conhecimento dos seus mecanismos moleculares. O PZ é um bom modelo de DCP porque apresenta diversos órgãos ciliados durante os estados larvares (cílios moveis e imoveis) e tem, até agora, homólogos de todos os genes causadores da doença humana. Desta forma a utilização de peixes mutantes tem sido um bom contributo para compreender esta doença humana. Neste trabalho investiguei por ME dois tipos de cílios móveis do PZ concluindo que estes apresentam semelhanças estruturais conservadas com os cílios móveis das vias aéreas do ser humano saudável e com DCP.Cilia and flagella are cellular protrusions found in eucaryotic cells, highly conserved between species and found in almost every cell type. Motile cilia are known for their motility properties and are involved in propelling and moving fluids. Primary ciliary dyskinesia (PCD) is an inherited autosomal-recessive disorder of motile cilia that results in several clinical manifestations. The estimated prevalence of PCD is ∼1 per 10,000 births, but it is more prevalent in populations where consanguinity is common, it is currently associated with mutations in more than 40 genes. To diagnose PCD it involves a combination of tests, in particular, electron microscopy (EM) that is essential for determining the type of ciliary ultrastructural defect. In this work I have focused on motile cilia ultrastructure and how the differences in cilia can be identified and classified, through the development of tools and guidelines to make the quantification and analysis of cilia more reliable and informative. The differential diagnosis of PCD is complex but crucial, and the development of new potential targeted treatments is essential. For better investigating the molecular mechanisms underlying PCD, it has been modelled in several organisms like mice, frogs and Zebrafish (ZF). ZF is a teleost vertebrate used in many areas of research, and a well-known animal model. ZF embryos develop quickly and allow unique advantages for research studies owing to their transparency during larval stages. ZF has many ciliated organs and presents primary cilia as well as motile cilia together with homologs for all the disease causing genes. The use of mutant zebrafish has been contributing to the better understanding of PCD molecular aetiology. Here, I investigated whether zebrafish cilia are ultrastructurally suitable for the study of PCD and concluded that the motile cilia of zebrafish resemble the cilia in the human airway in healthy conditions and in PCD