Heidelberg-forskare avslöjar hemligheten bakom mitokondriell reparation!

Heidelberg-forskare avslöjar hemligheten bakom mitokondriell reparation!

Människokroppens hälsa är nära relaterad till funktionaliteten hos mitokondrierna, som anses vara cellernas "kraftverk". Ett team av forskare från Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) och University of Cologne har upptäckt en avgörande mekanism som skyddar och reparerar mitokondrier. Deras resultat, som publicerades i den välrenommerade tidskriften Science Advances, öppnar upp för lovande perspektiv för utveckling av förebyggande behandlingar mot allvarliga sjukdomar.

Skadat mitokondrie-DNA (mtDNA) är viktigt eftersom det är kopplat till en mängd olika sjukdomar, inklusive Parkinsons, Alzheimers, ALS, hjärt-kärlsjukdom och typ 2-diabetes. Forskarna fann att skador på mtDNA påskyndar åldringsprocessen och hotar cellulär hälsa. En effektiv skyddsmekanism kan därför vara avgörande för att förebygga sådana sjukdomar.

Den mitokondriella reparationsmekanismen

Forskarna upptäckte ett återvinningssystem som aktiveras när mtDNA skadas. Denna mekanism är baserad på ett proteinkomplex som kallas retromer och lysosomer, som fungerar som "återvinningscenter". De eliminerar skadat genetiskt material, vilket hjälper till att upprätthålla cellulär hälsa. Prof. David Pla-Martín, en av studiens huvudförfattare, betonar att förståelsen av denna mekanism kan bidra till utvecklingen av nya terapier.

I sin studie använde forskarna modellorganismen Drosophila. Det visades att ökad aktivitet av retromerkomplexet, särskilt proteinet VPS35, signifikant förbättrar mitokondriell funktion. Resultaten från experimenten med Drosophila har nu också bekräftats på mänskliga celler. Detta lägger grunden för möjliga terapeutiska strategier för att behandla mitokondriella sjukdomar och åldersrelaterade tillstånd.

Samband med neurodegenerativa sjukdomar

Utöver resultaten från HHU och universitetet i Köln kan ytterligare studier belysa relevansen av mtDNA i relation till neurodegenerativa sjukdomar. En nyligen genomförd studie om Parkinsons sjukdom undersöker rollen av IFNβ/IFNAR-signalvägarna och deras förhållande till mtDNA. Här identifierades dysregulerad oxidativ fosforylering (OXPHOS) som en viktig väg vid sporadisk Parkinsons sjukdom med demens.

Forskare fann att överproduktion av reaktiva syrearter (ROS) leder till oxidativa mutationer och skador på mtDNA. Förlust av ND4 och ND5, underenheter i andningskedjan, hittades i hjärnprover från patienter med svår Parkinsons sjukdom. Djurmodeller som saknar IFNβ-IFNAR-signalering visar likheter med sjukdomarna, med ökade ROS-nivåer och defekta mitokondriella funktioner observerade.

Studien beskriver också hur skadat mtDNA resulterar i neurotoxicitet. In vivo-experiment där mtDNA injicerades i möss resulterade i motoriska och kognitiva försämringar såväl som neuronförlust. Detta belyser de långtgående konsekvenser som skadat mtDNA har på hjärnan, eftersom det kan orsaka neuronala skador i avlägsna hjärnregioner, inklusive luktlökarna.

Sammanfattningsvis representerar de senaste fynden ett lovande steg i forskningen om mitokondriella sjukdomar. Samspelet mellan mtDNA-skador och neurodegenerativa sjukdomar kräver djupgående överväganden. Hur hhu.de förklarar, kan resultaten från detta forskarlag inte bara främja vår förståelse av sjukdomar inom en snar framtid, utan också stödja utvecklingen av nya, riktade terapier. Ge ytterligare insikt Natur, som tar upp de specifika signalvägarna i Parkinsons sjukdom och framhäver deras betydelse för mitokondriell integritet.