Rivoluzione mitocondriale: le cellule si adattano alle pause energetiche!

Rivoluzione mitocondriale: le cellule si adattano alle pause energetiche!

Un gruppo di ricerca dell’Università di Colonia ha acquisito nuove conoscenze su come le cellule rispondono alla disfunzione mitocondriale. I mitocondri sono cruciali per la produzione di energia e la risposta allo stress nelle cellule. Lo studio, pubblicato in Metabolismo della natura, si concentra sul tessuto adiposo bruno, che ha un elevato fabbisogno energetico. Invece di diventare inattive quando si verifica la disfunzione mitocondriale, queste cellule adattano attivamente il loro metabolismo.

La ricerca mostra che nella disfunzione mitocondriale, specifici enzimi chiave nelle cellule di grasso bruno vengono riorganizzati per produrre D-2HG. Questa sostanza influenza la struttura del DNA nel nucleo cellulare, regola l'attivazione dei geni e stabilizza l'involucro nucleare. È interessante notare che alti livelli di D-2HG sono correlati con una risposta “sbiancante” nel tessuto adiposo bruno, segnalando un cambiamento nell’identità cellulare. La professoressa Dott.ssa Aleksandra Trifunovic guida il gruppo di ricerca presentando la scoperta di una “risposta mitocondriale integrata allo stress” che va oltre la classica segnalazione dello stress.

Metodologia della ricerca

I topi sono stati utilizzati come organismi modello per lo studio e sono stati allevati e mantenuti presso il Centro di ricerca CECAD dell'Università di Colonia. Gli animali sono stati tenuti in condizioni rigorose, incluso il rispetto delle linee guida NIH e l'approvazione delle autorità locali (LANUV). Durante la riproduzione, i maschi venivano accoppiati con una o due femmine a partire da un'età minima di 8 settimane. Il loro peso corporeo è stato registrato settimanalmente e sono state eseguite analisi istologiche dettagliate.

I campioni di tessuto adiposo sono stati fissati e posti in paraffina per esami successivi. Varie tecniche come la microscopia elettronica e la ricostruzione 3D sono state utilizzate per eseguire l'analisi della densità mitocondriale e delle goccioline lipidiche. La ricerca ha incluso anche trattamenti sperimentali per valutare le attività metaboliche, nonché l'isolamento e l'analisi delle proteine ​​mediante SDS-PAGE e Western blotting.

Vie di segnalazione e applicazioni terapeutiche

L'obiettivo centrale della ricerca è studiare la via di segnalazione in modo più approfondito all'interno di altri tessuti come il cuore e il cervello. Analizzando il nucleo cellulare, la stabilità potrebbe servire da indicatore per i segnali mitocondriali e lo stato della cellula. Nel lungo termine, la ricerca mira a sviluppare approcci terapeutici che possano sfruttare specificamente queste risposte allo stress mitocondriale.

In sintesi, il presente studio evidenzia la complessità delle risposte cellulari nella disfunzione mitocondriale e apre prospettive promettenti per future strategie terapeutiche. I risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di nuovi trattamenti per le malattie associate alla disfunzione mitocondriale, come i disturbi metabolici o le malattie neurodegenerative.