Poškození genetického materiálu mitochondrií – mitochondriální DNA nebo mtDNA zkrátka – může vést k onemocněním, jako jsou Parkinsonovy, Alzheimerovy choroby, amyotrofní laterální skleróza (ALS), kardiovaskulární onemocnění a diabetes typu 2. Takové poškození také zrychluje proces stárnutí. Buňky jsou však obvykle schopny takové poškození a reakce identifikovat.
Vědci z Fakultní nemocnice Düsseldorf a HHU mají – ve spolupráci s University of Cologne a Centrem pro molekulární medicínu Rýn (CMMC) – objevili mechanismus, který mitochondrie chrání a opravuje. Výzkumný tým v čele s profesorem Pla-Martín z Institutu biochemie a molekulární biologie I na HHU identifikoval specializovaný recyklační systém, který buňky aktivují, když identifikují poškození mtDNA.
Podle autorů v Vědecké pokroky, Tento mechanismus se opírá o proteinový komplex známý jako retromer a lysozomy – buněčné organely obsahující trávicí enzymy. Tyto speciální buněčné kompartmenty působí jako recyklační centra, což eliminuje poškozený genetický materiál. Tento proces je jedním z mechanismů, které brání akumulaci vadné mtDNA, čímž udržuje buněčné zdraví a potenciálně brání nemocem.
Identifikovali jsme dříve neznámou buněčnou cestu, která je důležitá pro mitochondriální zdraví, a tedy pro přirozenou obranu našich buněk. Pochopením tohoto mechanismu můžeme vysvětlit, jak mitochondriální poškození může vyvolat onemocnění, jako jsou Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby. To by zase mohlo tvořit základ pro vývoj preventivních terapií. “
Profesor Pla-Martín z Institutu biochemie a molekulární biologie I na HHU
Ve spolupráci s buněčným biologem Dr. Parisem Kakanj z University of Cologne, která je také členem Cluster Excellence Ceplas, byl profesor Pla-Martín schopen ověřit a rozšířit zjištění pomocí ovocných mušek (Drosophila) jako modelový organismus. Dr. Kakanj ukázal, že poškozená mitochondriální DNA jsou eliminována mnohem rychleji a že mitochondriální funkce se významně zlepšuje, když se zvýší aktivita komplexu retromer – zejména protein VPS35 -.
Dr. Kakanj: „Používání Drosophila umožnil nám potvrdit naše počáteční zjištění v lidských buňkách a prokázat jasná zlepšení mitochondriálního zdraví. To otevírá vzrušující možnosti terapeutických strategií pro léčbu mitochondriálních chorob a podmínek souvisejících s věkem. “
Zdroj:
Reference časopisu:
Kakanj, P., et al. (2025). Retromer podporuje lysozomální obrat mtDNA. Pokroky vědy. doi.org/10.1126/sciadv.adr6415.
