Heidelbergin tutkijat paljastavat mitokondrioiden korjauksen salaisuuden!

Heidelbergin tutkijat paljastavat mitokondrioiden korjauksen salaisuuden!

Ihmiskehon terveys liittyy läheisesti mitokondrioiden toimintaan, joita pidetään solujen "voimalaitoksina". Heinrich Heinen yliopiston Düsseldorfin (HHU) ja Kölnin yliopiston tutkijaryhmä on löytänyt ratkaisevan mekanismin, joka suojaa ja korjaa mitokondrioita. Niiden tulokset, jotka julkaistiin tunnetussa Science Advances -lehdessä, avaavat lupaavia näkökulmia vakavien sairauksien ehkäisevien hoitojen kehittämiseen.

Vaurioitunut mitokondriaalinen DNA (mtDNA) on tärkeä, koska se liittyy useisiin sairauksiin, kuten Parkinsonin tautiin, Alzheimerin tautiin, ALS:iin, sydän- ja verisuonitauteihin ja tyypin 2 diabetekseen. Tutkijat havaitsivat, että mtDNA:n vauriot nopeuttavat ikääntymisprosessia ja uhkaavat solujen terveyttä. Tehokas suojamekanismi voisi siksi olla ratkaisevan tärkeä tällaisten sairauksien ehkäisyssä.

Mitokondrioiden korjausmekanismi

Tutkijat löysivät kierrätysjärjestelmän, joka aktivoituu, kun mtDNA vaurioituu. Tämä mekanismi perustuu retromeeriksi kutsuttuun proteiinikompleksiin ja lysosomeihin, jotka toimivat "kierrätyskeskuksina". Ne poistavat vaurioituneen geneettisen materiaalin ja auttavat ylläpitämään solujen terveyttä. Professori David Pla-Martín, yksi tutkimuksen johtavista tekijöistä, korostaa, että tämän mekanismin ymmärtäminen voi edistää uusien hoitomuotojen kehittämistä.

Tutkijat käyttivät tutkimuksessaan malliorganismia Drosophila. Osoitettiin, että retromeerikompleksin, erityisesti proteiinin VPS35, lisääntynyt aktiivisuus parantaa merkittävästi mitokondrioiden toimintaa. Drosophila-kokeiden tulokset on nyt vahvistettu myös ihmissoluilla. Tämä luo perustan mahdollisille terapeuttisille strategioille mitokondrioiden sairauksien ja ikään liittyvien sairauksien hoitamiseksi.

Yhteys neurodegeneratiivisiin sairauksiin

HHU:n ja Kölnin yliopiston löydösten lisäksi lisätutkimukset voivat valaista mtDNA:n merkitystä hermoston rappeutumissairauksien kannalta. Hiljattain tehdyssä Parkinsonin taudista tehdyssä tutkimuksessa tarkastellaan IFNβ/IFNAR-signalointireittien roolia ja niiden suhdetta mtDNA:han. Tässä säätelemätön oksidatiivinen fosforylaatio (OXPHOS) tunnistettiin pääreitiksi satunnaisessa Parkinsonin taudissa, johon liittyy dementia.

Tutkijat havaitsivat, että reaktiivisten happilajien (ROS) ylituotanto johtaa oksidatiivisiin mutaatioihin ja mtDNA:n vaurioitumiseen. Hengitysketjun alayksiköiden ND4:n ja ND5:n häviäminen havaittiin vaikeaa Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden kuolemanjälkeisistä aivonäytteistä. Eläinmalleissa, joista puuttuu IFNβ-IFNAR-signalointi, on yhtäläisyyksiä sairauksien kanssa, ja havaitaan lisääntyneet ROS-tasot ja puutteelliset mitokondriotoiminnot.

Tutkimus kuvaa myös, kuinka vaurioitunut mtDNA johtaa neurotoksisuuteen. In vivo -kokeet, joissa mtDNA:ta injektoitiin hiiriin, johtivat motorisiin ja kognitiivisiin häiriöihin sekä hermosolujen katoamiseen. Tämä korostaa kauaskantoisia seurauksia, joita vaurioituneella mtDNA:lla on aivoihin, koska se voi aiheuttaa hermosolujen vaurioita kaukaisilla aivojen alueilla, mukaan lukien hajusipulit.

Yhteenvetona voidaan todeta, että viimeaikaiset havainnot ovat lupaava askel mitokondrioiden sairauksien tutkimuksessa. MtDNA-vaurioiden ja hermostoa rappeutuvien sairauksien välinen vuorovaikutus vaatii syvällistä harkintaa. Miten hhu.de kertoo, että tämän tutkimusryhmän tulokset eivät ehkä vain edistä sairauksien ymmärtämistä lähitulevaisuudessa, vaan myös tukevat uusien, kohdennettujen hoitojen kehittämistä. Anna lisätietoa Luonto, jotka käsittelevät Parkinsonin taudin spesifisiä signalointireittejä ja korostavat niiden merkitystä mitokondrioiden eheydelle.