Výskumníci z Heidelbergu odhalili tajomstvo mitochondriálnej opravy!

Výskumníci z Heidelbergu odhalili tajomstvo mitochondriálnej opravy!

Zdravie ľudského tela úzko súvisí s funkčnosťou mitochondrií, ktoré sú považované za „elektrárne“ buniek. Tím vedcov z Univerzity Heinricha Heineho v Düsseldorfe (HHU) a Univerzity v Kolíne nad Rýnom objavil zásadný mechanizmus, ktorý chráni a opravuje mitochondrie. Ich výsledky, ktoré boli publikované v renomovanom časopise Science Advances, otvárajú sľubné perspektívy pre vývoj preventívnych terapií proti závažným ochoreniam.

Poškodená mitochondriálna DNA (mtDNA) je dôležitá, pretože je spojená s rôznymi chorobami, vrátane Parkinsonovej, Alzheimerovej, ALS, kardiovaskulárnych ochorení a cukrovky 2. typu. Vedci zistili, že poškodenie mtDNA urýchľuje proces starnutia a ohrozuje zdravie buniek. Účinný ochranný mechanizmus by preto mohol byť kľúčový pre prevenciu takýchto ochorení.

Mechanizmus mitochondriálnej opravy

Vedci objavili recyklačný systém, ktorý sa aktivuje pri poškodení mtDNA. Tento mechanizmus je založený na proteínovom komplexe nazývanom retromér a lyzozómy, ktoré fungujú ako „recyklačné centrá“. Odstraňujú poškodený genetický materiál, čím pomáhajú udržiavať zdravie buniek. Prof. David Pla-Martín, jeden z hlavných autorov štúdie, zdôrazňuje, že pochopenie tohto mechanizmu môže prispieť k vývoju nových terapií.

Vo svojej štúdii vedci použili modelový organizmus Drosophila. Ukázalo sa, že zvýšená aktivita retromérneho komplexu, najmä proteínu VPS35, výrazne zlepšuje mitochondriálnu funkciu. Výsledky experimentov s Drosophila sa teraz potvrdili aj na ľudských bunkách. To pokladá základ pre možné terapeutické stratégie na liečbu mitochondriálnych chorôb a stavov súvisiacich s vekom.

Súvislosť s neurodegeneratívnymi ochoreniami

Okrem zistení z HHU a Univerzity v Kolíne nad Rýnom môžu ďalšie štúdie objasniť význam mtDNA vo vzťahu k neurodegeneratívnym ochoreniam. Nedávna štúdia o Parkinsonovej chorobe skúma úlohu signálnych dráh IFNβ/IFNAR a ich vzťah k mtDNA. Tu bola dysregulovaná oxidačná fosforylácia (OXPHOS) identifikovaná ako hlavná dráha pri sporadickej Parkinsonovej chorobe s demenciou.

Vedci zistili, že nadprodukcia reaktívnych foriem kyslíka (ROS) vedie k oxidačným mutáciám a poškodeniu mtDNA. Strata ND4 a ND5, podjednotiek dýchacieho reťazca, bola zistená v postmortálnych vzorkách mozgu od pacientov s ťažkou Parkinsonovou chorobou. Zvieracie modely, ktorým chýba signalizácia IFNp-IFNAR, vykazujú podobnosti s chorobami, pričom sa pozorujú zvýšené hladiny ROS a defektné mitochondriálne funkcie.

Štúdia tiež popisuje, ako poškodená mtDNA vedie k neurotoxicite. Experimenty in vivo, v ktorých bola mtDNA injikovaná myšiam, viedli k motorickým a kognitívnym poruchám, ako aj k strate neurónov. To poukazuje na ďalekosiahle dôsledky, ktoré má poškodená mtDNA na mozog, pretože môže spôsobiť poškodenie neurónov vo vzdialených oblastiach mozgu, vrátane čuchových cibuliek.

Stručne povedané, nedávne zistenia predstavujú sľubný krok vo výskume mitochondriálnych chorôb. Súhra medzi poškodením mtDNA a neurodegeneratívnymi ochoreniami si vyžaduje dôkladné zváženie. Ako hhu.de vysvetľuje, že výsledky tohto výskumného tímu môžu v blízkej budúcnosti nielen posunúť naše chápanie chorôb, ale tiež podporiť vývoj nových, cielených terapií. Poskytnite ďalšie informácie Príroda, ktoré sa zaoberajú špecifickými signálnymi dráhami pri Parkinsonovej chorobe a zdôrazňujú ich význam pre mitochondriálnu integritu.