Οι ερευνητές της Χαϊδελβέργης αποκαλύπτουν το μυστικό της επισκευής των μιτοχονδρίων!

Οι ερευνητές της Χαϊδελβέργης αποκαλύπτουν το μυστικό της επισκευής των μιτοχονδρίων!

Η υγεία του ανθρώπινου σώματος συνδέεται στενά με τη λειτουργικότητα των μιτοχονδρίων, τα οποία θεωρούνται τα «ηλεκτρικά εργοστάσια» των κυττάρων. Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Heinrich Heine του Ντίσελντορφ (HHU) και το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας ανακάλυψαν έναν κρίσιμο μηχανισμό που προστατεύει και επιδιορθώνει τα μιτοχόνδρια. Τα αποτελέσματά τους, τα οποία δημοσιεύτηκαν στο φημισμένο περιοδικό Science Advances, ανοίγουν πολλά υποσχόμενες προοπτικές για την ανάπτυξη προληπτικών θεραπειών κατά των σοβαρών ασθενειών.

Το κατεστραμμένο μιτοχονδριακό DNA (mtDNA) είναι σημαντικό επειδή συνδέεται με μια ποικιλία ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων του Πάρκινσον, του Αλτσχάιμερ, του ALS, των καρδιαγγειακών παθήσεων και του διαβήτη τύπου 2. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η βλάβη στο mtDNA επιταχύνει τη διαδικασία γήρανσης και απειλεί την κυτταρική υγεία. Ένας αποτελεσματικός προστατευτικός μηχανισμός θα μπορούσε επομένως να είναι ζωτικής σημασίας για την πρόληψη τέτοιων ασθενειών.

Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης των μιτοχονδρίων

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα σύστημα ανακύκλωσης που ενεργοποιείται όταν καταστραφεί το mtDNA. Αυτός ο μηχανισμός βασίζεται σε ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ονομάζεται ρετρομερές και λυσοσώματα, τα οποία λειτουργούν ως «κέντρα ανακύκλωσης». Εξαλείφουν το κατεστραμμένο γενετικό υλικό, συμβάλλοντας στη διατήρηση της κυτταρικής υγείας. Ο καθηγητής David Pla-Martín, ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης, τονίζει ότι η κατανόηση αυτού του μηχανισμού μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών.

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον πρότυπο οργανισμό Drosophila. Αποδείχθηκε ότι η αυξημένη δραστηριότητα του συμπλέγματος ρετρομερούς, ιδιαίτερα της πρωτεΐνης VPS35, βελτιώνει σημαντικά τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Τα αποτελέσματα από τα πειράματα με το Drosophila έχουν πλέον επιβεβαιωθεί και σε ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό θέτει τα θεμέλια για πιθανές θεραπευτικές στρατηγικές για τη θεραπεία μιτοχονδριακών ασθενειών και καταστάσεων που σχετίζονται με την ηλικία.

Σύνδεση με νευροεκφυλιστικές παθήσεις

Εκτός από τα ευρήματα από το HHU και το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, περαιτέρω μελέτες μπορούν να ρίξουν φως στη συνάφεια του mtDNA σε σχέση με τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Μια πρόσφατη μελέτη για τη νόσο του Πάρκινσον εξετάζει τον ρόλο των μονοπατιών σηματοδότησης IFNβ/IFNAR και τη σχέση τους με το mtDNA. Εδώ, η απορρυθμισμένη οξειδωτική φωσφορυλίωση (OXPHOS) αναγνωρίστηκε ως κύρια οδός στη σποραδική νόσο του Πάρκινσον με άνοια.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η υπερπαραγωγή ενεργών ειδών οξυγόνου (ROS) οδηγεί σε οξειδωτικές μεταλλάξεις και βλάβες στο mtDNA. Απώλεια των ND4 και ND5, υπομονάδων της αναπνευστικής αλυσίδας, βρέθηκε σε μεταθανάτια δείγματα εγκεφάλου από ασθενείς με σοβαρή νόσο του Πάρκινσον. Ζωικά μοντέλα που δεν διαθέτουν σηματοδότηση IFNβ-IFNAR παρουσιάζουν ομοιότητες με τις ασθένειες, με αυξημένα επίπεδα ROS και ελαττωματικές μιτοχονδριακές λειτουργίες που παρατηρούνται.

Η μελέτη περιγράφει επίσης πώς το κατεστραμμένο mtDNA οδηγεί σε νευροτοξικότητα. Πειράματα in vivo στα οποία έγινε έγχυση mtDNA σε ποντίκια είχαν ως αποτέλεσμα κινητικές και γνωστικές βλάβες καθώς και νευρωνική απώλεια. Αυτό υπογραμμίζει τις εκτεταμένες συνέπειες που έχει το κατεστραμμένο mtDNA στον εγκέφαλο, καθώς μπορεί να προκαλέσει νευρωνική βλάβη σε απομακρυσμένες περιοχές του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων των οσφρητικών βολβών.

Συνοπτικά, τα πρόσφατα ευρήματα αντιπροσωπεύουν ένα πολλά υποσχόμενο βήμα στην έρευνα για τις μιτοχονδριακές ασθένειες. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της βλάβης του mtDNA και των νευροεκφυλιστικών ασθενειών απαιτεί εις βάθος εξέταση. Πως ωχ.δε εξηγεί, τα αποτελέσματα αυτής της ερευνητικής ομάδας μπορεί όχι μόνο να βελτιώσουν την κατανόησή μας για τις ασθένειες στο εγγύς μέλλον, αλλά και να υποστηρίξουν την ανάπτυξη νέων, στοχευμένων θεραπειών. Δώστε περαιτέρω πληροφορίες Φύση, που αντιμετωπίζουν τις συγκεκριμένες οδούς σηματοδότησης στη νόσο του Πάρκινσον και υπογραμμίζουν τη σημασία τους για την ακεραιότητα των μιτοχονδρίων.