01

Ученые нашли подсказку для лечения сложных заболеваний

24.01.2016

Общая медицина

0

Митохондрии - энергетические генераторы наших клеток. Это именно то, что позволяет им жить. Ученые Института Солка Калифорнийского университета (США) обнаружили неожиданный путь для анализа причин возникновения рака, диабета, нейрогенеративных заболеваний (в частности, болезни Паркинсона). Свои первые результаты они опубликовали 15 января 2016 года в популярном научном журнале.

В человеческой клетке находится от 100 до 500 митохондрий с большим запасом энергии в виде молекул АТФ, которые действуют как батареи питания. При окислительном процессе органические соединения выделяют энергию для генерации движения электронов по электронно-транспортной цепочке белков внутренней мембраны, последующего синтеза АТФ и выработки тепла (термогенеза). В любой момент одна или две митохондрии могут фрагментироваться (деление) или соединиться (синтез). Исследователям давно известно, что митохондрии подвергаются делению, например, при медикаментозном лечении, влияющем на них, но биохимические подробности того, как это происходит, прежде не были известны. И тем более, было непонятно, почему когда эти органеллы атакуют ядовитые вещества, испытывают экологический стресс или происходят их генетические мутации, они ускоренно делятся.

Один из основных авторов публикации Рубен Шоу, профессор лаборатории молекулярной и клеточной биологии, отмечает: «Когда внешние «враги» «врываются» в эти энергетические станции, то в ответ они срочно фрагментируются». В новой работе команда Солка обнаружила, что при такой атаке центральный датчик внутриклеточной энергии фермент AMPK передает экстренный приказ митохондриям делиться. Еще в 2010 г. исследователи Солка установили, что AMPK активирует органеллы при применении широко используемого в лечении сахарного диабета метформина. Ранние исследования группы Шоу раскрыли роль AMPK также в оказании помощи для воссоздания (слияния неповрежденных) митохондрий.

Чтобы раскрыть, что именно происходит в первые несколько минут после атаки, ученые использовали генную технику редактирования CRISPR (обеспечение защиты от чужеродных генетических элементов), удалив AMPK из клетки. Митохондрии при атаках не фрагментировались без данного фермента. Это указывает на то, что, так или иначе, именно AMPK дает сигнал на индуцирование фрагментации. Затем исследователи попробовали химически включить AMPK без атаки на митохондрии. К их удивлению, они обнаружили, что активации AMPK было достаточно, чтобы вызвать деление органелл даже без повреждений.

Команда обнаружила, как это происходит. Когда энергоснабжение клетки нарушается, количество энергии (АТФ) понижается. После нескольких минут AMPK обнаруживает это сокращение энергии и «спешит» к митохондриям. Включив «пожарную сигнализацию», AMPK активирует рецептор на внешней мембране митохондрии, чтобы заставить её фрагментировать. Двигаясь дальше, исследователи обнаружили, что AMPK фактически действует в двух направлениях, определяя динамику митохондриального деления и синтеза.

В будущем команда будет исследовать последствия этого «сигнального пути» для определенных типов клеток. «Мы хотим изучить, как дефект связи между митохондриями и AMPK влияет на другие ткани и органы, особенно на те, которые очень сильно зависят от «здоровья» митохондрий. Это мозг, мышцы и сердце», - говорит исследователь Себастьян Херциг из команды Шоу.

Стало понятным, как важен АМРК для сахарного диабета второго типа, иммунных заболеваний и рака. Таким образом, команда сделала только первый, но значительный шаг к поиску лечения метаболических и нейродегенеративных болезней.

Комментарии

Позвоните нам:

(044) 233-37-88 (063) 233-37-88