Dok mitohondrije igraju ključnu ulogu u proizvodnji energije koja je našim ćelijama potrebna za obavljanje svojih različitih funkcija, kada su oštećene, mogu imati duboke efekte na ćelijsku funkciju i doprineti razvoju različitih bolesti.
Razbijene mitohondrije se obično uklanjaju i recikliraju kroz proces odlaganja smeća poznat kao „mitofagija“.
PINK1 i Parkin su dva proteina vitalna za ovaj proces, odgovorna za „označavanje“ neispravnih mitohondrija za uništenje. Kod Parkinsonove bolesti, mutacije ovih proteina mogu dovesti do nagomilavanja oštećenih mitohondrija u mozgu, što može dovesti do motoričkih simptoma kao što su drhtanje, ukočenost i poteškoće pri kretanju.
Novo istraživanje, objavljeno u Molecular Cell, rešava misteriju o tome kako protein Optineurin prepoznaje nezdrave mitohondrije označene PINK1 i Parkin, omogućavajući njihovu isporuku u sistem za odlaganje smeća našeg tela.
Vanredni profesor Michael Lazarou, šef laboratorije u VEHI-jevom odeljenju za ubikvitin signalizaciju, rekao je da je otkriće ispunilo vitalnu prazninu u znanju koja će transformisati naše razumevanje ovog ćelijskog puta.
„Do ove studije, precizna uloga Optineurina u pokretanju procesa odlaganja smeća u našem telu bila je nepoznata“, rekao je doc. Lazaru, koji takođe ima sastanak sa Univerzitetom Monaš.
„Iako postoji mnogo proteina koji povezuju oštećene ćelijske materijale sa mašinama za odlaganje smeća, otkrili smo da Optineurin to radi na krajnje nekonvencionalan način koji se razlikuje od bilo čega drugog što smo videli od sličnih proteina. Ovo otkriće je značajno jer se ljudski mozak oslanja na Optineurinu da degradira svoje mitohondrije kroz sistem za odlaganje smeća koji pokreću PINK1 i Parkin.
„Znajući kako Optineurin to radi, pruža nam okvir za to kako bismo mogli da ciljamo PINK1 i Parkin mitofagiju u bolesti i sprečimo nakupljanje oštećenih mitohondrija u neuronima kako starimo. Postizanje ovoga bi bilo od ključnog značaja za ljude sa Parkinsonovom bolešću — stanje koje nastavlja da utiče na više od 10 miliona ljudi širom sveta, uključujući 80.000 Australijanaca.“
PINK1 deluje kao „kuća za čuvanje“ unutar mitohondrija, odgovorna za praćenje njihovog zdravlja. Kada otkrije probleme, aktivira Parkin, koji označava oštećene mitohondrije za uklanjanje. Oni rade zajedno kako bi uputili naše telo da generiše ćelijske „kese za smeće“ oko pokvarenih mitohondrija i angažuju pomoć Optineurina da pokrene ovaj proces.
Nova studija je otkrila da Optineurin uklanja oštećene mitohondrije vezivanjem za enzim poznat kao TBK1. Odatle su otkrili da TBK1 nastavlja da aktivira specifičnu ćelijsku mašinu koja je ključna za stvaranje ovih vreća za smeće oko nezdravih mitohondrija.
Prvi autor dr Thanh Nguien je rekao: „Drugim proteinima nije potreban TBK1 da bi im pomogao da pokrenu ovaj proces degradacije, čineći Optineurin pravim izvanrednim kada je u pitanju kako naša tela uklanjaju mitohondrije. Ovo nam je omogućilo da pogledamo karakteristike ovog put koji uključuje TBK1 kao potencijalnu metu leka, što je značajan korak napred u našoj potrazi za novim tretmanima Parkinsonove bolesti. Mikroskopska slika koja prikazuje Parkin (cijan) koji se akumulira na mitohondrijalnoj membrani (magenta). PINK1 regrutuje Parkina da pomogne u popravljanju oštećenih mitohondrija. Kredit : VEHI TV
„Krajnji cilj bi bio da se pronađe način da se poveća nivo PINK1/Parkin mitofagije u telu – posebno u mozgu – tako da se oštećene mitohondrije mogu efikasnije ukloniti. Takođe se nadamo da ćemo dizajnirati molekul koji bi mogao da oponaša ono što Optineurin radi, tako da se oštećene mitohondrije mogu ukloniti čak i bez PINK1 ili Parkina.
„S obzirom na to da je Optineurin kritičan u aktiviranju sistema za odlaganje smeća u našem mozgu, to bi onda moglo sprečiti nakupljanje oštećenih mitohondrija u ovom regionu, što je značajan prethodnik Parkinsonove bolesti.
Dr Ngujen je rekao da dok je klinička primena istraživanja udaljena godinama, otkriće je postavilo suštinsku osnovu neophodnu da se razume kako Optineurin funkcioniše i da se shvati potencijal puta kao budućeg terapeutskog cilja.
„Naš sledeći korak je da radimo sa VEHI-ovim Centrom za Parkinsonovu bolest kako bismo potvrdili naše nalaze u sistemima neuronskih modela kako bismo razumeli zašto se Optineurin ponaša na ovaj način, što će pružiti dalji uvid u to kako možemo ciljati Optineurin i TBK1 da poboljšamo opcije lečenja za osobe sa PINK1/ Parkinove mutacije u budućnosti.“
