A heidelbergi kutatók felfedik a mitokondriális helyreállítás titkát!

A heidelbergi kutatók felfedik a mitokondriális helyreállítás titkát!

Az emberi test egészsége szorosan összefügg a mitokondriumok működésével, amelyeket a sejtek „erőműveinek” tekintenek. A Düsseldorfi Heinrich Heine Egyetem (HHU) és a Kölni Egyetem kutatóiból álló csapat felfedezett egy kulcsfontosságú mechanizmust, amely megvédi és helyreállítja a mitokondriumokat. Eredményeik, amelyek a neves Science Advances folyóiratban jelentek meg, ígéretes távlatokat nyitnak a súlyos betegségek elleni megelőző terápiák kifejlesztésében.

A sérült mitokondriális DNS (mtDNS) azért fontos, mert számos betegséghez köthető, beleértve a Parkinson-kórt, az Alzheimer-kórt, az ALS-t, a szív- és érrendszeri betegségeket és a 2-es típusú cukorbetegséget. A kutatók azt találták, hogy az mtDNS károsodása felgyorsítja az öregedési folyamatot és veszélyezteti a sejtek egészségét. Ezért egy hatékony védekezési mechanizmus kulcsfontosságú lehet az ilyen betegségek megelőzésében.

A mitokondriális javítási mechanizmus

A tudósok felfedeztek egy újrahasznosító rendszert, amely akkor aktiválódik, amikor az mtDNS megsérül. Ez a mechanizmus a retromer nevű fehérjekomplexen és a lizoszómákon alapul, amelyek „újrahasznosítási központként” működnek. Megszüntetik a sérült genetikai anyagot, segítve a sejtek egészségének megőrzését. Prof. David Pla-Martín, a tanulmány egyik vezető szerzője hangsúlyozza, hogy ennek a mechanizmusnak a megértése hozzájárulhat új terápiák kifejlesztéséhez.

A kutatók tanulmányukban a Drosophila modellszervezetet használták. Kimutatták, hogy a retromer komplex, különösen a VPS35 fehérje fokozott aktivitása jelentősen javítja a mitokondriális funkciót. A Drosophilával végzett kísérletek eredményeit mostanra emberi sejteken is megerősítették. Ez megalapozza a lehetséges terápiás stratégiákat a mitokondriális betegségek és az életkorral összefüggő állapotok kezelésére.

Kapcsolat a neurodegeneratív betegségekkel

A HHU és a Kölni Egyetem megállapításai mellett további kutatások is fényt deríthetnek az mtDNS relevanciájára a neurodegeneratív betegségek kapcsán. Egy közelmúltban a Parkinson-kórról készült tanulmány az IFNβ/IFNAR jelátviteli útvonalak szerepét és az mtDNS-hez való viszonyát vizsgálja. Itt a szabályozatlan oxidatív foszforilációt (OXPHOS) a demenciával járó szórványos Parkinson-kór fő útjaként azonosították.

A kutatók azt találták, hogy a reaktív oxigénfajták (ROS) túltermelése oxidatív mutációkhoz és az mtDNS károsodásához vezet. Loss of ND4 and ND5, subunits of the respiratory chain, were found in post-mortem brain samples from patients with severe Parkinson's disease. Az IFNβ-IFNAR jelátvitelt nem tartalmazó állatmodellek hasonlóságot mutatnak a betegségekkel, megemelkedett ROS-szinttel és hibás mitokondriális funkciókkal.

A tanulmány azt is leírja, hogy a sérült mtDNS hogyan eredményez neurotoxicitást. Azok az in vivo kísérletek, amelyekben mtDNS-t injektáltak egerekbe, motoros és kognitív károsodásokat, valamint idegsejtek elvesztését eredményezték. Ez rávilágít a károsodott mtDNS-nek az agyra gyakorolt ​​messzemenő következményeire, mivel idegi károsodást okozhat a távoli agyi régiókban, beleértve a szaglóhagymákat is.

Összefoglalva, a legújabb eredmények ígéretes lépést jelentenek a mitokondriális betegségek kutatásában. Az mtDNS-károsodás és a neurodegeneratív betegségek közötti kölcsönhatás alapos megfontolást igényel. Hogyan hhu.de kifejti, ennek a kutatócsoportnak az eredményei nemcsak a betegségek megértését segíthetik elő a közeljövőben, hanem új, célzott terápiák kifejlesztését is támogathatják. További betekintést nyújt Természet, amelyek a Parkinson-kór specifikus jelátviteli útvonalaival foglalkoznak, és kiemelik azok fontosságát a mitokondriális integritás szempontjából.