A koleszterin a sejtmembrán egyik alapvető építőeleme, valamint számos biológiailag aktív molekula előanyaga. A vér emelkedett koleszterintartalmával járó hiperkoleszterinémia az egyik leggyakoribb zsíranyagcsere-zavar. Kevésbé ismertek a koleszterinbioszintézis veleszületett károsodásával járó genetikai betegségek (pl. Smith-Lemli-Opitz szindróma, SLOS), ahol a koleszterinszint csökkenése mellet a különböző előalakok felhalmozódnak a vérben és szövetekben. A T-sejtek koleszterintartalmának in vitro módosítása megváltoztatja a sejtek aktivációjához nélkülözhetetlen Kv1.3 ioncsatorna működését, azonban nincs olyan átfogó tanulmány, mely igazolná ennek kórélettani jelentőségét. Kísérleteinkben hiperkoleszterinémiás, illetve Smith-Lemli-Opitz szindrómában szenvedő betegekből izoláltunk limfocitákat, és vizsgáltuk a megváltozott membránkoleszterin összetételének hatását a Kv1.3 ioncsatornák és a T-sejtek működésére. A szterolok Kv1.3 ioncsatornákra gyakorolt hatásának részletesebb megértéséért megvizsgáltuk a Kv1.3 C-terminálisán található, feltételezett koleszterinkötő helyek szerepét a sejtmembrán in vitro módosított membrán koleszterinösszetétele mellett. A kísérletek alapján elmondható, hogy a hiperkoleszterinémia nem befolyásolta jelentősen a Kv1.3 működését, szemben a korábbi in vitro eredményekkel. Ennek oka az lehet, hogy a hiperkoleszterinémiás sejtek koleszterintartalma nem éri el a koleszterinnel töltött sejtekét. Ezt támasztja alá egy kiugróan magas koleszterinnel rendelkező személy T-sejtjeinek vizsgálata, ugyanis esetében az in vitro töltéshez hasonló eredményeket kaptunk. Ezek alapján úgy tűnik, hogy hiperkoleszterinémia esetében csak kiugróan magas szérumkoleszterin-értékeknél kell számítani a Kv1.3 ioncsatorna működésének megváltozására. A limfociták osztódási képessége a Kv1.3 ioncsatorna állapotától függetlenül csökkent. Smith-Lemli-Opitz szindrómában lassult a csatorna kinetikája (aktiváció, inaktiváció) és az egyensúlyi aktiváció jobbra tolódott. Hasonló eltéréseket találtunk az egészséges sejtek 7DHC töltését követően. Az ioncsatornák által szabályozott T-sejt funkciók közül az aktiváció és a proliferáció is zavart szenvedett. A C-terminálison található feltételezett koleszterinkötő helyek mutációja csökkentette a csatorna szterolokkal szembeni érzékenységét. Eredményeinket összefoglalva elmondhatjuk, hogy a sejtmembrán szterolösszetételének in vivo megváltozása az ioncsatornák működésének befolyásolásán keresztül kórélettani következményekkel járhat, hozzájárulva például az SLOS-ben talált neurológiai és kardiovaszkuláris tünetek kialakulásához.

Cholesterol is an essential component of the cell membrane and involved in the syntheses of many bioactive molecules. Hypercholesterinemia, which is characterized by the abnormally elevated serum cholesterol level, is a frequent dyslipidemia. Inborn errors of cholesterol synthesis (e.g. Smith-Lemli-Opitz syndrome, SLOS) are rare, genetic disorders with pathognomonic low cholesterol and increased cholesterol precursor serum levels. In vitro manipulation of the membrane cholesterol of T cells modifies the gating parameters of the essential voltage-gated Kv1.3 channel, however a comprehensive study that confirms the pathophysiological significance of these results is missing. Therefore we isolated lymphocytes from patient with SLOS and hypercholesterinemia to study the consequence of in vivo altered membrane cholesterol composition on Kv1.3 channel and T lymphocyte function. To expand our knowledge about the interaction of sterols with Kv1.3 we searched for the existence of cholesterol recognition sites in an in vitro modified sterol environment. Our results indicated that hypercholesterinemia just slightly altered the Kv1.3 function unlike in our former study where in vitro cholesterol loading had remarkable effects. The reason of this could be that the cholesterol content of the cells in hypercholesterolemia is not as high as in the in vitro model systems. This is supported by the data obtained in a patient with extreme high cholesterol level: changes in Kv1.3 biophysical parameters were comparable to those described for the in vitro loaded T cells. The proliferation capacity of the T cells decreased regardless of the lack in the Kv1.3 function. In SLOS the kinetics of Kv1.3 gating slowed down and the steady-state activation shifted toward positive potentials. Identical changes in Kv1.3 operation were observed when control/healthy T cell membrane was loaded with 7DHC. Functional assays exhibited impaired activation and proliferation rate of T cells probably partially due to the modified Kv1.3 operation. Removal of the putative sterol binding sites on Kv1.3 resulted in a phenotype that was not influenced by the elevation in membrane sterol level. We suppose that in hypercholesterinemia only the extreme high serum cholesterol levels influence biological functions of Kv1.3 significantly. We also concluded that the altered membrane sterol composition in SLOS hindered the operation of Kv1.3 as well as the ion channel-controlled T cell functions. We propose that the ion channel-sterol interaction described in our study reveals a molecular mechanism that may contribute to the pathophysiological conditions in SLOS, and may lead to the most prominent neurological and cardiovascular symptoms via influencing the physiological function of ion channels.