بیماری میتوکندری فنلاندی نوزادان تغییراتی شبیه سرطان را در سلول‌های در حال تکثیر نشان می‌دهد

یک مطالعه نشان داد که یک بیماری میتوکندری در نوزادان تغییراتی شبیه سرطان در سلول‌های در حال تکثیر نشان می‌دهد که باعث پیری زودرس بافت‌ها می‌شود. این یافته یک گام مهم رو به جلو در درک این سندرم و ایجاد درمان برای بیماری های میتوکندری است.

سندرم GRACILE، یک بیماری میتوکندریایی که بخشی از میراث بیماری فنلاند است، متابولیسم سلولی تغییر یافته و تکثیر شبیه سلول‌های سرطانی را نشان می‌دهد. در آینده، بیماری‌های مشابه میتوکندری را می‌توان با محدود کردن تکثیر بیش از حد سلولی درمان کرد که پیشرفت قابل توجهی خواهد بود. این در مطالعه ای که توسط دکتر Jukka Kallijärvi و پروفسور ممتاز Vineta Fellman انجام شد نشان داده شده است. این مطالعه که در مرکز تحقیقات Folkhälsan و دانشگاه هلسینکی انجام شد، در سال ۲۰۱۸ منتشر شد ارتباطات طبیعت در آوریل 2023.

میتوکندری اندامک هایی هستند که مسئول بخش بزرگی از متابولیسم انرژی سلولی هستند. جهش در ژن های مورد نیاز برای عملکرد میتوکندری باعث بیماری های میتوکندری در انسان می شود. سندرم GRACILE ناشی از نقص در عملکرد زنجیره تنفسی است، همان سیستمی که میتوکندری ها برای تولید انرژی سلولی از آن استفاده می کنند. شروع این سندرم در حال حاضر در دوره جنینی است و پس از تولد به عنوان یک بیماری کبدی و کلیوی با عوارض متابولیک شدید ظاهر می شود. نوزادان مبتلا به این سندرم معمولاً تنها چند هفته زنده می مانند.

با استفاده از یک مدل موش، گروه تحقیقاتی Kallijärvi نشان داد که در بافت‌های کلیدی تحت تأثیر این سندرم، سلول‌های آسیب عظیم DNA تجمع می‌کنند. آسیب از تلاش سلول ها برای رشد و تقسیم در برابر کمبود انرژی ناشی می شود. در نتیجه، آنها در چرخه تقسیم سلولی شکست می خورند و بافت ها در نهایت به حالتی شبیه پیری زودرس می روند.

درک مکانیسم بیماری به توسعه روش های درمانی کمک می کند

رشد سلولی و تکثیر ژنوم انرژی و بلوک‌های ساختمانی زیادی مصرف می‌کند و به طور بالقوه سلول‌های در حال تکثیر را مستعد اختلال عملکرد میتوکندری می‌کند. در موجودات چند سلولی، تکامل مکانیسم‌های دقیقی را برای محافظت از فرآیند تقسیم سلولی ایجاد کرده است، به عنوان مثال به عنوان محافظت در برابر سرطان. با این حال، برخی از این ها در موش های حامل جهش سندرم GRACILE کار نکردند. گروه تحقیقاتی دریافتند که بیان ژن سرطانی c-MYC در بافت های بیمار تا 40 برابر افزایش یافته است. مهار عملکرد c-MYC در سلول‌های کبدی موش‌های جهش یافته با یک پروتئین کوچک که به عنوان داروی سرطان طراحی شده است، آسیب DNA را کاهش می‌دهد.

این شگفت انگیزترین کشف در مطالعه ما بود. به نظر می رسد افزایش چشمگیر پروتئینی که باعث رشد سلولی می شود، سلول ها را مجبور به تکثیر علیرغم منابع ناکافی می کند و در نتیجه یک دایره باطل مضر ایجاد می کند.”

Jukka Kallijärvi

محققان از اثرات پیری در موش جلوگیری کردند

شواهد قانع‌کننده در مورد تکثیر سلولی غیرقانونی که زمینه‌ساز پیری زودرس است، در آزمایش‌هایی که در آن محققان یک آنزیم میتوکندری جایگزین اکسیداز را به عنوان نوعی ژن درمانی برای جبران اختلال در زنجیره تنفسی بیان کردند، شگفت‌آور بود. بطور غیر منتظره، AOX هیچ یک از عملکردهای اصلی زنجیره تنفسی را بهبود نداد. با این حال، تقریباً به طور کامل سیگنال دهی استرس میتوکندری و همچنین تکثیر بیش از حد سلول را سرکوب کرد و از تغییرات پیری جلوگیری کرد.

جالب اینجاست که یک رژیم کتوژنیک، که محققان پیشتر دریافته بودند باعث بهبود بیماری کبد در این موش ها می شود، تأثیر مشابهی بر چرخه سلولی و آسیب DNA داشت. رژیم های کتوژنیک به عنوان یک درمان در بیماران مبتلا به بیماری های خفیف تر میتوکندری آزمایش شده است.

محققان اکنون در حال بررسی مکانیسم‌هایی هستند که سیگنال‌دهی استرس میتوکندری را تحریک می‌کنند و اینکه آیا کاهش تکثیر سلولی مضر باعث کاهش بیماری در مدل موش می‌شود یا خیر.