Heidelberg-onderzoekers onthullen het geheim van mitochondriaal herstel!

Heidelberg-onderzoekers onthullen het geheim van mitochondriaal herstel!

De gezondheid van het menselijk lichaam hangt nauw samen met de functionaliteit van de mitochondriën, die worden beschouwd als de ‘krachtcentrales’ van de cellen. Een team van onderzoekers van de Heinrich Heine Universiteit Düsseldorf (HHU) en de Universiteit van Keulen heeft een cruciaal mechanisme ontdekt dat mitochondriën beschermt en repareert. Hun resultaten, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Science Advances, openen veelbelovende perspectieven voor de ontwikkeling van preventieve therapieën tegen ernstige ziekten.

Beschadigd mitochondriaal DNA (mtDNA) is belangrijk omdat het verband houdt met een verscheidenheid aan ziekten, waaronder Parkinson, Alzheimer, ALS, hart- en vaatziekten en diabetes type 2. De onderzoekers ontdekten dat schade aan mtDNA het verouderingsproces versnelt en de cellulaire gezondheid bedreigt. Een effectief beschermingsmechanisme zou daarom cruciaal kunnen zijn voor de preventie van dergelijke ziekten.

Het mitochondriale reparatiemechanisme

De wetenschappers ontdekten een recyclingsysteem dat wordt geactiveerd wanneer mtDNA beschadigd raakt. Dit mechanisme is gebaseerd op een eiwitcomplex genaamd retromer en lysosomen, die fungeren als ‘recyclingcentra’. Ze elimineren beschadigd genetisch materiaal en helpen de cellulaire gezondheid te behouden. Prof. David Pla-Martín, een van de hoofdauteurs van de studie, benadrukt dat het begrijpen van dit mechanisme kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapieën.

In hun onderzoek gebruikten de onderzoekers het modelorganisme Drosophila. Er werd aangetoond dat verhoogde activiteit van het retromeercomplex, vooral het eiwit VPS35, de mitochondriale functie aanzienlijk verbetert. De resultaten van de experimenten met Drosophila zijn nu ook bevestigd op menselijke cellen. Dit legt de basis voor mogelijke therapeutische strategieën om mitochondriale ziekten en leeftijdsgebonden aandoeningen te behandelen.

Verbinding met neurodegeneratieve ziekten

Naast de bevindingen van HHU en de Universiteit van Keulen kunnen verdere onderzoeken licht werpen op de relevantie van mtDNA in relatie tot neurodegeneratieve ziekten. Een recent onderzoek naar de ziekte van Parkinson onderzoekt de rol van de IFNβ/IFNAR-signaalroutes en hun relatie tot mtDNA. Hier werd ontregelde oxidatieve fosforylatie (OXPHOS) geïdentificeerd als een belangrijke route bij de sporadische ziekte van Parkinson met dementie.

Onderzoekers ontdekten dat overproductie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) leidt tot oxidatieve mutaties en schade aan mtDNA. Verlies van ND4 en ND5, subeenheden van de ademhalingsketen, werd gevonden in post-mortem hersenmonsters van patiënten met een ernstige ziekte van Parkinson. Diermodellen zonder IFNβ-IFNAR-signalering vertonen overeenkomsten met de ziekten, waarbij verhoogde ROS-niveaus en defecte mitochondriale functies worden waargenomen.

De studie beschrijft ook hoe beschadigd mtDNA resulteert in neurotoxiciteit. In vivo experimenten waarbij mtDNA in muizen werd geïnjecteerd, resulteerden in motorische en cognitieve stoornissen en neuronaal verlies. Dit benadrukt de verstrekkende gevolgen die beschadigd mtDNA heeft voor de hersenen, omdat het neuronale schade kan veroorzaken in afgelegen hersengebieden, inclusief de reukbollen.

Samenvattend vertegenwoordigen de recente bevindingen een veelbelovende stap in het onderzoek naar mitochondriale ziekten. De wisselwerking tussen mtDNA-schade en neurodegeneratieve ziekten vereist diepgaande overweging. Hoe hhu.de legt uit dat de resultaten van dit onderzoeksteam niet alleen ons begrip van ziekten in de nabije toekomst kunnen vergroten, maar ook de ontwikkeling van nieuwe, gerichte therapieën kunnen ondersteunen. Zorg voor meer inzicht Natuur, die de specifieke signaalroutes bij de ziekte van Parkinson aanpakken en hun belang voor de mitochondriale integriteit benadrukken.