Heidelberg-forskere afslører hemmeligheden bag mitokondriel reparation!

Heidelberg-forskere afslører hemmeligheden bag mitokondriel reparation!

Menneskekroppens sundhed er tæt forbundet med mitokondriernes funktionalitet, som betragtes som cellernes "kraftværker". Et team af forskere fra Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) og University of Cologne har opdaget en afgørende mekanisme, der beskytter og reparerer mitokondrier. Deres resultater, som blev offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Science Advances, åbner op for lovende perspektiver for udvikling af forebyggende behandlinger mod alvorlige sygdomme.

Beskadiget mitokondrie-DNA (mtDNA) er vigtigt, fordi det er forbundet med en række forskellige sygdomme, herunder Parkinsons, Alzheimers, ALS, hjerte-kar-sygdomme og type 2-diabetes. Forskerne fandt ud af, at skader på mtDNA fremskynder aldringsprocessen og truer cellulær sundhed. En effektiv beskyttelsesmekanisme kunne derfor være afgørende for forebyggelsen af ​​sådanne sygdomme.

Den mitokondrielle reparationsmekanisme

Forskerne opdagede et genbrugssystem, der aktiveres, når mtDNA er beskadiget. Denne mekanisme er baseret på et proteinkompleks kaldet retromer og lysosomer, som fungerer som "genbrugscentre". De eliminerer beskadiget genetisk materiale og hjælper med at opretholde cellulær sundhed. Prof. David Pla-Martín, en af ​​studiets hovedforfattere, understreger, at forståelsen af ​​denne mekanisme kan bidrage til udviklingen af ​​nye terapier.

I deres undersøgelse brugte forskerne modelorganismen Drosophila. Det blev vist, at øget aktivitet af retromerkomplekset, især proteinet VPS35, signifikant forbedrer mitokondriefunktionen. Resultaterne fra forsøgene med Drosophila er nu også bekræftet på humane celler. Dette lægger grundlaget for mulige terapeutiske strategier til behandling af mitokondriesygdomme og aldersrelaterede tilstande.

Forbindelse med neurodegenerative sygdomme

Udover resultaterne fra HHU og University of Cologne kan yderligere undersøgelser kaste lys over relevansen af ​​mtDNA i forhold til neurodegenerative sygdomme. En nylig undersøgelse af Parkinsons sygdom undersøger IFNβ/IFNAR-signalvejenes rolle og deres forhold til mtDNA. Her blev dysreguleret oxidativ phosphorylering (OXPHOS) identificeret som en hovedvej i sporadisk Parkinsons sygdom med demens.

Forskere fandt ud af, at overproduktion af reaktive oxygenarter (ROS) fører til oxidative mutationer og skader på mtDNA. Tab af ND4 og ND5, underenheder af den respiratoriske kæde, blev fundet i post-mortem hjerneprøver fra patienter med svær Parkinsons sygdom. Dyremodeller, der mangler IFNβ-IFNAR-signalering, viser ligheder med sygdommene, med øgede ROS-niveauer og defekte mitokondrielle funktioner observeret.

Undersøgelsen beskriver også, hvordan beskadiget mtDNA resulterer i neurotoksicitet. In vivo eksperimenter, hvor mtDNA blev injiceret i mus, resulterede i motoriske og kognitive svækkelser såvel som neuronalt tab. Dette fremhæver de vidtrækkende konsekvenser, som beskadiget mtDNA har på hjernen, da det kan forårsage neuronal skade i fjerne hjerneområder, herunder lugteløgene.

Sammenfattende repræsenterer de seneste resultater et lovende skridt i forskningen i mitokondriesygdomme. Samspillet mellem mtDNA-skader og neurodegenerative sygdomme kræver dybtgående overvejelser. Hvordan hhu.de forklarer, kan resultaterne af dette forskerhold ikke kun fremme vores forståelse af sygdomme i den nærmeste fremtid, men også understøtte udviklingen af ​​nye, målrettede terapier. Give yderligere indsigt Natur, som adresserer de specifikke signalveje i Parkinsons sygdom og fremhæver deres betydning for mitokondriel integritet.