Naukowcy odkryli nowy mechanizm, dzięki któremu mutacje w genie parkin przyczyniają się do rodzinnych form choroby Parkinsona. Mutacje w genie parkin powodują zerwanie kontaktów między dwoma kluczowymi elementami komórki – lizosomami i mitochondriami. Odkrycie to otwiera nową drogę dla terapii choroby Parkinsona.
Naukowcy z Northwestern Medicine odkryli, że mutacje w genie parkin powodują zerwanie kontaktów między dwoma kluczowymi pracownikami komórki – lizosomami i mitochondriami.
Mitochondria są głównymi producentami energii w komórkach, a lizosomy przetwarzają resztki komórkowe, które gromadzą się podczas normalnego funkcjonowania naszych komórek. Organelle te są szczególnie ważne w naszych mózgach, ponieważ neurony są w dużym stopniu zależne od produkcji energii przez mitochondria, a ze względu na swoją aktywność neurony wytwarzają mnóstwo resztek komórkowych, które muszą zostać usunięte przez lizosomy.
We wcześniejszym badaniu opublikowanym w Nature dr Dimitri Krainc, kierownik neurologii i dyrektor Simpson Querrey Center for Neurogenetics na Uniwersytecie Northwestern Feinberg School of Medicine, wraz z grupą odkrył, że lizosomy i mitochondria tworzą ze sobą kontakt. Po pierwszym odkryciu naukowcy z Northwestern próbowali zrozumieć funkcję tych kontaktów w chorobie Parkinsona.
W nowym badaniu opublikowanym w Science Advances badacze podają, że lizosomy pomagają mitochondriom, dostarczając kluczowych metabolitów niezbędnych do ich funkcjonowania. Mitochondria muszą importować wiele podstawowych składników, ale nie wiadomo dobrze, skąd pochodzą niektóre z tych metabolitów. Z drugiej strony lizosomy służą jako fabryki recyklingu w komórkach i dlatego wytwarzają wiele produktów rozkładu, które mogłyby zostać wykorzystane przez inne organelle, takie jak mitochondria.
W swojej pracy naukowcy odkryli, że lizosomy dostarczają ważnych aminokwasów, które wspierają funkcjonowanie mitochondriów. Jednak w niektórych postaciach choroby Parkinsona lizosomy nie mogą służyć jako „pomocna dłoń” mitochondriom, ponieważ kontakty między tymi dwoma organellami są zakłócone. Prowadzi to do dysfunkcji mitochondriów i ostatecznie do zwyrodnienia wrażliwych neuronów w chorobie Parkinsona.
„Wyniki tego badania sugerują, że rozregulowanie kontaktów mitochondria-lizosomy przyczynia się do patofizjologii choroby Parkinsona” – powiedział Krainc, korespondent z badania. „Sugerujemy, że przywrócenie takich kontaktów mitochondria-lizosomy stanowi nową, ważną szansę terapeutyczną w leczeniu choroby Parkinsona”.
Z szerszej perspektywy badanie to otwiera nowy kierunek badań nad zaburzeniami neurodegeneracyjnymi, podkreślając znaczenie bezpośredniej komunikacji i współpracy między organellami komórkowymi w patogenezie tych zaburzeń.
Źródło: Wesley Peng, Leonie F. Schröder, Pingping Song, Yvette C. Wong, Dimitri Krainc. Parkin regulates amino acid homeostasis at mitochondria-lysosome (M/L) contact sites in Parkinson’s disease. Science Advances, 2023; 9 (29)