Istraživači sa Univerziteta Tokio Metropolitan identifikovali su kako se proteini abnormalno sakupljaju u neuronima, što je karakteristika neurodegenerativnih bolesti poput Alchajmerove bolesti. Istraživanje je objavljeno u časopisu eLife.
Istraživači su koristili voćne mušice da bi pokazali da iscrpljivanje mitohondrija u aksonima može direktno dovesti do akumulacije proteina. Istovremeno, pronađene su značajno velike količine proteina zvanog eIF2β. Vraćanje nivoa u normalu dovelo je do oporavka u reciklaži proteina. Nalazi obećavaju nove tretmane za neurodegenerativne bolesti.
Svaka ćelija u našem telu je zauzeta fabrika, gde se proteini neprestano proizvode i rastavljaju. Bilo kakve promene ili propusti u fazi proizvodnje ili reciklaže mogu dovesti do ozbiljnih bolesti. Poznato je da su neurodegenerativne bolesti kao što su Alchajmerova bolest i amiotrofična lateralna skleroza (ALS), na primer, praćene abnormalnim nagomilavanjem proteina u neuronima. Međutim, okidač iza ove akumulacije ostaje nepoznat.
Tim koji predvodi vanredni profesor Kanae Ando sa Univerziteta Tokio Metropolitan pokušava da utvrdi uzroke abnormalnog nakupljanja proteina proučavanjem voćnih mušica Drosophila, obično proučavanog modela organizma koji ima mnogo ključnih sličnosti sa ljudskom fiziologijom.
Fokusirali su se na prisustvo mitohondrija u aksonima, dugim dodacima nalik viticama koji se protežu iz neurona i formiraju neophodne veze koje omogućavaju prenos signala unutar našeg mozga. Poznato je da nivoi mitohondrija u aksonima mogu da opadaju sa godinama, a tokom napredovanja neurodegenerativnih bolesti.
Sada je tim otkrio da iscrpljivanje mitohondrija u aksonima ima direktan uticaj na nakupljanje proteina. Koristili su genetsku modifikaciju da suzbiju proizvodnju miltona, ključnog proteina u transportu mitohondrija duž aksona. Utvrđeno je da je to dovelo do abnormalnog nivoa proteina koji se nakuplja u neuronima voćne mušice, kao rezultat raspada autofagije, recikliranja proteina u ćelijama.
Kroz proteomsku analizu, uspeli su da identifikuju značajnu regulaciju u eIF2β, ključnoj podjedinici proteinskog kompleksa eIF2 odgovornoj za pokretanje proizvodnje (ili translacije) proteina. Takođe je utvrđeno da je eIF2α podjedinica hemijski modifikovana. Oba ova problema ometaju zdravo delovanje eIF2.
Važno je da je veštačkim potiskivanjem nivoa eIF2β, tim otkrio da mogu da povrate izgubljenu autofagiju i povrate deo funkcije neurona koja je bila narušena usled gubitka aksonskih mitohondrija. Ovo ne samo da pokazuje da iscrpljivanje mitohondrija u aksonima može izazvati abnormalnu akumulaciju proteina, već da se to dešava preko regulacije eIF2β.
Kako stanovništvo stari i prevalencija neurodegenerativnih stanja nastavlja da raste, nalazi tima predstavljaju vitalni korak u razvoju terapija za borbu protiv ovih ozbiljnih bolesti.
