Mitokondriyal Erime: Nörodejeneratif Hastalıkların Arkasındaki Enerji Yetersizliği

Araştırmalar, nöron aksonlarındaki mitokondri tükenmesinin, nörodejeneratif hastalıklarda önemli bir faktör olan protein birikmesine yol açtığını ve tedavi için yeni bir hedef sunduğunu gösteriyor. Aksonal mitokondri tükenmesinin otofajiyi nasıl bozduğuna ilişkin anahtar yol belirlendi. Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nden araştırmacılar , Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıkların bir özelliği olan proteinlerin nöronlarda nasıl anormal şekilde toplandığını belirlediler . Aksonlardaki mitokondri tükenmesinin doğrudan protein birikimine yol açabileceğini göstermek için meyve sineklerini kullandılar. Aynı zamanda önemli ölçüde yüksek miktarda eIF2β adı verilen bir protein de bulundu. Seviyelerin normale döndürülmesi, protein geri dönüşümünde iyileşmeye yol açtı. Bu tür bulgular nörodejeneratif hastalıklar için yeni tedaviler vaat ediyor.

Hücresel Fabrika: Protein Üretimi ve Parçalanması 

Vücudumuzdaki her hücre, proteinlerin sürekli üretilip parçalandığı yoğun bir fabrikadır. Üretim veya geri dönüşüm aşamalarındaki herhangi bir değişiklik veya eksiklik, ciddi hastalıklara yol açabilir. Örneğin Alzheimer ve Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS) gibi nörodejeneratif hastalıklara, nöronlarda anormal protein birikiminin eşlik ettiği bilinmektedir. Ancak bu birikimin ardındaki tetikleyici henüz bilinmiyor.

Drosophila Meyve Sineklerinin Kullanıldığı Araştırmalar 

Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nden Doçent Kanae Ando liderliğindeki bir ekip, insan fizyolojisiyle birçok önemli benzerliğe sahip, yaygın olarak incelenen bir model organizma olan Drosophila meyve sineklerini inceleyerek anormal protein oluşumunun nedenlerini belirlemeye çalışıyor. Aksonlardaki mitokondrinin varlığına odaklandılar; nöronlardan uzanan ve sinyallerin beynimizin içinde iletilmesine izin veren gerekli bağlantıları oluşturan uzun filiz benzeri uzantılar. Aksonlardaki mitokondri seviyelerinin yaşla birlikte ve nörodejeneratif hastalıkların ilerlemesi sırasında düşebileceği bilinmektedir.

Mitokondri Tükenmesi ve Protein Birikimi İle İlgili Bulgular 

Ekip, aksonlardaki mitokondri tükenmesinin protein oluşumu üzerinde doğrudan etkisi olduğunu keşfetti. Mitokondrinin aksonlar boyunca taşınmasında önemli bir protein olan milton üretimini baskılamak için genetik modifikasyon kullandılar. Bunun, hücrelerdeki proteinlerin geri dönüşümü olan otofajinin parçalanmasının bir sonucu olarak meyve sineği nöronlarında anormal düzeyde protein birikmesine yol açtığı bulundu. Proteomik analiz yoluyla, protein üretiminin (veya translasyonun) başlatılmasından sorumlu olan eIF2 protein kompleksinin önemli bir alt birimi olan eIF2β'da önemli bir yukarı regülasyonu tespit edebildiler. eIF2a alt biriminin de kimyasal olarak modifiye edildiği bulundu. Bu sorunların her ikisi de eIF2'nin sağlıklı çalışmasını engellemektedir.

Nörodejeneratif Hastalık Tedavisinin Etkileri 

Daha da önemlisi, ekip, eIF2β seviyelerini yapay olarak baskılayarak, kaybolan otofajiyi geri getirebileceklerini ve aksonal mitokondri kaybı nedeniyle bozulan nöron fonksiyonunun bir kısmını geri kazanabileceklerini keşfetti. Bu sadece aksonlardaki mitokondri tükenmesinin anormal protein birikimine neden olabileceğini göstermekle kalmıyor, aynı zamanda bunun eIF2β'nın yukarı regülasyonu yoluyla gerçekleştiğini gösteriyor. Popülasyonlar yaşlandıkça ve nörodejeneratif durumların yaygınlığı artmaya devam ettikçe, ekibin bulguları bu ciddi hastalıklarla mücadeleye yönelik tedavilerin geliştirilmesinde hayati bir adım sunuyor.