A mitokondriumok szerepe a gerincvelői izomsorvadás és az autizmus kialakulásában
A Chicago-i Ann & Robert H. Lurie Gyermekkórház laboratóriumában végzett kutatás eredményei szerint az ősi baktériumok, amelyek evolúciójuk során sejtjeink szerves részévé váltak és a táplálékból nyert tápanyagokat energiává alakítják, esetlegesen hozzájárulhatnak olyan idegrendszeri rendellenességek kialakulásához, mint a gerincvelői izomsorvadás (SMA) és az autizmus. Ezek a sejtek rejtélyes részei, a mitokondriumok, még a saját DNS-üket is megőrizték. Hagyományosan a „sejt erőműveként” ismertek.
Az utóbbi években azonban felismerték, hogy a mitokondriumok számos funkciót szabályoznak, többek között a gének expresszióját és a sejtek közötti kommunikációt. Dr. Ma kutatásának középpontjában az áll, hogy a mitokondriumok szabályozási zavarai hogyan vezethetnek motoros neuronok degenerációjához SMA esetén, vagy a neuronok közötti kapcsolatok zavarához autizmus esetén. „Laboratóriumunkban azt vizsgáljuk, hogy a mitokondriumok milyen mechanizmusokon keresztül befolyásolják a neurológiai betegségek kialakulását, hogy új kezelési célpontokat találjunk” – mondta Dr. Ma, a Lurie Children’s Stanley Manne Gyermekkutató Intézetének neurobiológusa és a Northwestern University Feinberg School of Medicine gyermekgyógyászati, neurológiai és idegtudományi tanszékének docense.
Dr. Ma és csapata felfedezte, hogy a rákkutatásban széles körben vizsgált Fascin nevű fehérje meglepő módon szabályozza a mitokondriumokat. Amikor a Fascin aktivitása zavart szenved, abnormális mitokondrium-osztódást és a DNS szivárgását okoz. Ez gyulladást vált ki, ami hozzájárul a motoros neuronok degenerációjához, mint az SMA esetében. Az SMA egy genetikai betegség, amely zavarja az önkéntes izommozgást irányító idegsejteket. A motoros neuronok degenerációjának tünetei már 3 hónapos korban jelentkezhetnek, izomsorvadáshoz, bénuláshoz és halálhoz vezethetnek, gyakran még a gyermek második születésnapja előtt.
„A génterápia és az antiszenz oligonukleotidok forradalmasították az SMA kezelését, de csak a betegek egy részénél hatnak, és esetenként túl toxikusak lehetnek” – mondta Dr. Ma. „Reméljük, hogy kutatásunk eredményei egy olyan alternatív terápiás kezeléshez vezetnek, amely minden SMA-s gyermek számára biztonságos és hatékony, és más kezelésekkel kombinálva is alkalmazható.”
Az autizmus természetesen nagyon különbözik az SMA-tól, de Dr. Ma és kollégái azt találták, hogy a mitokondriumok az autizmus kialakulásában is fontos szerepet játszanak. Dr. Ma kutatásai a mitokondriumok metabolitjaival, vagyis azokkal az anyagokkal foglalkoznak, amelyek akkor keletkeznek, amikor a mitokondriumok egy ATP nevű molekula segítségével energiát termelnek. Ezek a metabolitok szabályozzák a génexpressziót és az őssejtek szaporodását az agyban.
E folyamat hibái vagy a neuronok számának csökkenéséhez, vagy a neuronok fejlődési ütemezésének zavarához vezethetnek. Ez atipikus agyi kapcsolatokat eredményez, amelyek befolyásolják az agy különböző részeinek kommunikációját és az információ feldolgozását, és autizmus tüneteihez vezethetnek, mint például a szociális és kommunikációs nehézségek, a kognitív zavarok és a túlérzékenység. „Sokat kell még tanulnunk ezekről a komplex rendellenességekről, de a mitokondriumok működésének kutatása izgalmas és ígéretes irányt jelöl ki” – mondta Dr. Ma.