Tiskane izdaje
Novi pogled na medsebojno sporazumevanje med tema dvema vrstama celičnih organel odpira nove možnosti za raziskovanje motenj, nastanek nevrodegenerativnih bolezni in iskanje novih načinov zdravljenja. Raziskava je objavljena v zadnji številki revije Nature.
Prof. dr. Dimitri Krainc, po rodu iz Slovenije, ki je Aaron Montgomery Ward profesor in predstojnik klinike za nevrologijo, poudarja, da je po do zdaj prevladujočem mnenju veljalo, da so znanstveniki v 21. stoletju že odkrili vse glavne notranje povezave v človeških celicah.
»Z bolj poglobljenimi raziskavami, ki jih omogočajo nova znanja in sodobna tehnološka oprema, pa smo prišli do presenetljivih spoznanj. Ugotovili smo, da obstaja neposreden stik in medsebojno vplivanje med mitohondriji in lizosomi. To odkritje odpira nov pogled v normalno oziroma moteno delovanje celic ter bo lahko pripomoglo k uspešnejšemu zdravljenju številnih bolezni, tudi parkinsonove. To je področje, s katerim se še posebno intenzivno ukvarjamo tako na temeljni kot klinični rani.«
Organeli kot »energetiki
Prvi, mitohondriji, so v shematskem prikazu humane celice prepoznani po tem, da imajo značilno podolgovato obliko organela v citoplazmi. Vsebujejo številne encime, ki so pomembni za različne kemijske reakcije, predvsem tiste, ki so vključene v proces celičnega dihanja in proizvodnjo energije. Tudi v vsaki celici poteka izmenjava kisika in ogljikovega dioksida na enak način kot med krvnimi kapilarami in pljučnimi mešički; celica sprejme kisik iz hemoglobina rdečih krvnih celic in v zameno zanj sprosti v kri nakopičen ogljikov dioksid. Ta prek tkivnih kapilar, ven, srca in pljučnih arterij dospe v kapilare okoli pljučnih mešičkov, se sprosti v zrak v njih ter tako zaključi dihalni krog. Različne celice vsebujejo različno število mitohondrijev, nekatere tudi okoli tisoč ali več.
Lizosom pa je membranski mešiček, ki vsebuje hidrolitične prebavne encime, potrebne za razkroj organskih snovi znotraj celice. So največje prebavne strukture v celici, v katerih učinkoviti encimi razkrajajo druge obrabljene organele in škodljive snovi, ki so prišle v celico, na primer bakterije. Razgrajene snovi se izločijo skozi celično membrano. Motnje oziroma odstopanja v delovanju omenjenih organelov pa so lahko povezane s številnimi boleznimi, predvsem nevrodegenerativnimi spremembami in okvarami ter rakom.
V laboratoriju dr. Krainca so že prej raziskovali povezave in motnje v delovanju mitohondrijev in lizosomov pri parkinsonovi bolezni in nova spoznanja o tem objavili v reviji Science. S to zadnjo raziskavo pa so naredili še korak naprej, ko so prvič identificirali neposredno fizično povezavo med omenjenima organeloma.
Ključ v beljakovini RAB7
S pomočjo fluorescenčne videomikroskopske preiskave obeh organelov so znanstveniki dognali to, kar do zdaj ni bilo znano, da mitohondriji in lizosomi sestavljajo stabilne povezave znotraj živih humanih celic. S še drugimi naprednimi tehnikami, skupaj z elektronsko mikroskopijo in slikanjem z zelo visoko resolucijo, so ugotovili, da je za oblikovanje in poznejšo izgubo teh povezav odgovorna lizosomska beljakovina RAB7.
»Odkritje neposredne povezave med mitohondriji in lizosomi je zelo zanimivo. Zdaj lahko dejansko opazujemo neposredne stike in medsebojno komuniciranje med temi organeli, kar nam odpira nove raziskovalne poti, da bi bolje razumeli, kako različne motnje in okvare zmotijo te stike oziroma medsebojno komunikacijo. To potem verjetno vodi v patogenezo in številne bolezni,« pravi o raziskovalnem dosežku Yvette Wong, podoktorska raziskovalka v laboratoriju prof. Krainca.
Nesporazumi med celicami
Raziskovalna skupina zdaj že nadaljuje delo v tem projektu. Z nadaljnjimi študijami želijo natančneje odkriti, kako in v katerih okoliščinah motnja v delovanju omenjene beljakovine lahko vpliva na delovanje organelov, ker je sicer že znano, da imajo mutacije določenih beljakovin ključno vlogo pri razvoju nekaterih nevroloških obolenj.
»Zelo pomembno je, da zdaj vemo, da ti organeli med seboj komunicirajo prek neposrednega stika. Kdaj, kako in zakaj nastanejo motnje na tej, zdaj tudi na novo odkriti povezavi in kako je to povezano z različnimi degenerativnimi spremembami, kot je to, na primer, pri parkinsonovi bolezni, pa bodo pokazale nadaljnje raziskave. Upamo, da bo boljše razumevanje teh procesov pripomoglo k hitrejšemu odkrivanju učinkovitejših novih načinov zdravljenja te in drugih nevrodegenerativnih bolezni,« še pojasnjuje dr. Dimitri Krainc, ki je tudi direktor Centra za nevrogenetiko na omenjeni univerzi.
