Heidelbergas pētnieki atklāj mitohondriju remonta noslēpumu!

Heidelbergas pētnieki atklāj mitohondriju remonta noslēpumu!

Cilvēka ķermeņa veselība ir cieši saistīta ar mitohondriju funkcionalitāti, ko uzskata par šūnu “elektrostacijām”. Pētnieku komanda no Diseldorfas Heinriha Heines universitātes (HHU) un Ķelnes universitātes ir atklājusi svarīgu mehānismu, kas aizsargā un atjauno mitohondrijus. Viņu rezultāti, kas tika publicēti slavenajā žurnālā Science Advances, paver daudzsološas perspektīvas nopietnu slimību profilakses terapijas attīstībai.

Bojāta mitohondriju DNS (mtDNS) ir svarīga, jo tā ir saistīta ar dažādām slimībām, tostarp Parkinsona slimību, Alcheimera slimību, ALS, sirds un asinsvadu slimībām un 2. tipa diabētu. Pētnieki atklāja, ka mtDNS bojājumi paātrina novecošanās procesu un apdraud šūnu veselību. Tāpēc efektīvs aizsardzības mehānisms varētu būt ļoti svarīgs šādu slimību profilaksei.

Mitohondriju remonta mehānisms

Zinātnieki atklāja pārstrādes sistēmu, kas tiek aktivizēta, kad tiek bojāta mtDNS. Šis mehānisms ir balstīts uz proteīnu kompleksu, ko sauc par retromēru un lizosomām, kas darbojas kā "pārstrādes centri". Tie novērš bojāto ģenētisko materiālu, palīdzot saglabāt šūnu veselību. Prof. David Pla-Martín, viens no pētījuma vadošajiem autoriem, uzsver, ka šī mehānisma izpratne var veicināt jaunu terapiju izstrādi.

Savā pētījumā pētnieki izmantoja paraugorganismu Drosophila. Tika parādīts, ka paaugstināta retromēra kompleksa aktivitāte, īpaši proteīna VPS35, ievērojami uzlabo mitohondriju darbību. Eksperimentu rezultāti ar Drosophila tagad ir apstiprināti arī cilvēka šūnās. Tas veido pamatu iespējamām terapeitiskām stratēģijām mitohondriju slimību un ar vecumu saistītu stāvokļu ārstēšanai.

Saikne ar neirodeģeneratīvām slimībām

Papildus HHU un Ķelnes universitātes atklājumiem turpmākie pētījumi var izskaidrot mtDNS nozīmi saistībā ar neirodeģeneratīvām slimībām. Nesenā pētījumā par Parkinsona slimību tiek pētīta IFNβ / IFNAR signalizācijas ceļu loma un to saistība ar mtDNS. Šeit disregulēta oksidatīvā fosforilācija (OXPHOS) tika identificēta kā galvenais ceļš sporādiskai Parkinsona slimībai ar demenci.

Pētnieki atklāja, ka reaktīvo skābekļa sugu (ROS) pārprodukcija izraisa oksidatīvas mutācijas un mtDNS bojājumus. ND4 un ND5, elpošanas ķēdes apakšvienību, zudums tika konstatēts pēcnāves smadzeņu paraugos no pacientiem ar smagu Parkinsona slimību. Dzīvnieku modeļiem, kuriem trūkst IFNβ-IFNAR signālu, ir līdzības ar slimībām, novērojot paaugstinātu ROS līmeni un bojātas mitohondriju funkcijas.

Pētījumā arī aprakstīts, kā bojāta mtDNS izraisa neirotoksicitāti. In vivo eksperimenti, kuros mtDNS tika injicēts pelēm, izraisīja motoru un kognitīvus traucējumus, kā arī neironu zudumu. Tas izceļ tālejošās sekas, ko bojātā mtDNS atstāj uz smadzenēm, jo ​​tas var izraisīt neironu bojājumus attālos smadzeņu reģionos, tostarp ožas spuldzēs.

Rezumējot, nesenie atklājumi ir daudzsološs solis mitohondriju slimību izpētē. MtDNS bojājumu un neirodeģeneratīvo slimību mijiedarbība prasa padziļinātu apsvērumu. Kā hhu.de skaidro, šīs pētniecības grupas rezultāti var ne tikai uzlabot mūsu izpratni par slimībām tuvākajā nākotnē, bet arī atbalstīt jaunu, mērķtiecīgu terapiju izstrādi. Sniedziet papildu ieskatu Daba, kas attiecas uz specifiskajiem signalizācijas ceļiem Parkinsona slimībā un uzsver to nozīmi mitohondriju integritātē.