Heidelberg-forskere avslører hemmeligheten bak mitokondriell reparasjon!

Heidelberg-forskere avslører hemmeligheten bak mitokondriell reparasjon!

Helsen til menneskekroppen er nært knyttet til funksjonaliteten til mitokondriene, som regnes som "kraftverkene" til cellene. Et team av forskere fra Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) og University of Cologne har oppdaget en avgjørende mekanisme som beskytter og reparerer mitokondrier. Resultatene deres, som ble publisert i det anerkjente tidsskriftet Science Advances, åpner for lovende perspektiver for utvikling av forebyggende terapier mot alvorlige sykdommer.

Skadet mitokondrielt DNA (mtDNA) er viktig fordi det er knyttet til en rekke sykdommer, inkludert Parkinsons, Alzheimers, ALS, hjerte- og karsykdommer og type 2 diabetes. Forskerne fant at skade på mtDNA akselererer aldringsprosessen og truer cellulær helse. En effektiv beskyttelsesmekanisme kan derfor være avgjørende for forebygging av slike sykdommer.

Den mitokondrielle reparasjonsmekanismen

Forskerne oppdaget et resirkuleringssystem som aktiveres når mtDNA er skadet. Denne mekanismen er basert på et proteinkompleks kalt retromer og lysosomer, som fungerer som "resirkuleringssentre". De eliminerer skadet genetisk materiale, og bidrar til å opprettholde cellulær helse. Prof. David Pla-Martín, en av hovedforfatterne av studien, understreker at forståelse av denne mekanismen kan bidra til utviklingen av nye terapier.

I sin studie brukte forskerne modellorganismen Drosophila. Det ble vist at økt aktivitet av retromerkomplekset, spesielt proteinet VPS35, forbedrer mitokondriell funksjon betydelig. Resultatene fra forsøkene med Drosophila er nå også bekreftet på menneskeceller. Dette legger grunnlaget for mulige terapeutiske strategier for å behandle mitokondrielle sykdommer og aldersrelaterte tilstander.

Forbindelse med nevrodegenerative sykdommer

I tillegg til funnene fra HHU og Universitetet i Köln, kan ytterligere studier belyse relevansen av mtDNA i forhold til nevrodegenerative sykdommer. En fersk studie om Parkinsons sykdom undersøker rollen til IFNβ/IFNAR-signalveiene og deres forhold til mtDNA. Her ble dysregulert oksidativ fosforylering (OXPHOS) identifisert som en hovedvei ved sporadisk Parkinsons sykdom med demens.

Forskere fant at overproduksjon av reaktive oksygenarter (ROS) fører til oksidative mutasjoner og skade på mtDNA. Tap av ND4 og ND5, underenheter av respirasjonskjeden, ble funnet i post-mortem hjerneprøver fra pasienter med alvorlig Parkinsons sykdom. Dyremodeller som mangler IFNβ-IFNAR-signalering viser likheter med sykdommene, med økte ROS-nivåer og defekte mitokondrielle funksjoner observert.

Studien beskriver også hvordan skadet mtDNA resulterer i nevrotoksisitet. In vivo-eksperimenter der mtDNA ble injisert i mus resulterte i motoriske og kognitive svekkelser samt nevronalt tap. Dette fremhever de vidtrekkende konsekvensene som skadet mtDNA har på hjernen, siden det kan forårsake nevronal skade i fjerne hjerneregioner, inkludert luktløkene.

Oppsummert representerer de nylige funnene et lovende skritt i forskning på mitokondrielle sykdommer. Samspillet mellom mtDNA-skader og nevrodegenerative sykdommer krever en grundig vurdering. Hvordan hhu.de forklarer, kan resultatene fra dette forskerteamet ikke bare fremme vår forståelse av sykdommer i nær fremtid, men også støtte utviklingen av nye, målrettede terapier. Gi ytterligere innsikt Natur, som tar for seg de spesifikke signalveiene i Parkinsons sykdom og fremhever deres betydning for mitokondriell integritet.