Search
מחקר מזהה גורמים הורמונליים ורבייה לדלקת מפרקים שגרונית בנשים

חוקרים מגלים כיצד מיטוכונדריה "דולפת" יכולה לגרום לדלקת מזיקה

חוקרים גילו כיצד מיטוכונדריה "דולפת" – תחנות הכוח של התאים שלנו – יכולה להניע דלקת מזיקה האחראית למחלות כמו זאבת ודלקת מפרקים שגרונית. ייתכן שמדענים יוכלו למנף את הממצאים כדי לפתח טיפולים טובים יותר למחלות אלו, לשפר את יכולתנו להדוף וירוסים ואפילו להאט את ההזדקנות.

התגלית החדשה חושפת כיצד חומר גנטי יכול לברוח מהסוללות הסלולריות שלנו, הידועות בשם מיטוכונדריה, ולהניע את הגוף להשיק תגובה חיסונית מזיקה. על ידי פיתוח טיפולים שיתמקדו בתהליך זה, ייתכן שרופאים יוכלו יום אחד לעצור את הדלקת המזיקה ולמנוע את האגרה שהיא גובה מגופנו.

כאשר המיטוכונדריה לא משכפלת נכון את החומר הגנטי שלהן, הן מנסות לחסל אותו. עם זאת, אם זה קורה לעתים קרובות מדי והתא לא יכול להיפטר מכל זה, זה יכול לגרום לדלקת, ודלקת רבה מדי יכולה להוביל למחלות, כולל מחלות אוטואימוניות וכרוניות. עכשיו, כשאנחנו מתחילים להבין איך הדלקת הזו מתחילה, אולי נוכל למנוע את התהליך הזה, במטרה סופית להגביל את הדלקת ולטפל במחלות".

לורה אי ניומן, דוקטורט, חוקרת של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת וירג'יניה

מניע דלקת

למיטוכונדריה יש קבוצה משלהם של חומר גנטי, נפרד מה-DNA המשמש כהוראות הפעלה לתאים שלנו. מדענים ידעו שה-DNA המיטוכונדריאלי הזה, המכונה mtDNA, יכול לברוח לתוך התאים שלנו ולגרום לדלקת. אבל מה בדיוק גרם לזה היה תעלומה עד עכשיו.

"ידענו ש-mtDNA בורח מהמיטוכונדריה, אבל איך עדיין לא היה ברור", אמר ג'רלד שאדל, דוקטור, מנהל מרכז ההלם בסן דייגו-נתן למצוינות בביולוגיה בסיסית של הזדקנות במכון סאלק. "באמצעות גישות הדמיה וביולוגיה של התא, אנו מסוגלים להתחקות אחר שלבי המסלול להעברת mtDNA אל מחוץ למיטוכונדריה, אשר כעת נוכל לנסות לכוון באמצעות התערבויות טיפוליות כדי בתקווה למנוע את הדלקת שנוצרה".

שאדל וניומן, אז חוקר פוסט-דוקטורט במעבדה של שאדל, ומשתפי הפעולה שלהם השתמשו בטכניקות הדמיה מתוחכמות כדי לקבוע מה קורה בתוך המיטוכונדריה הדולפת. הם גילו שהדליפה נגרמה כתוצאה מתקלה בשכפול mtDNA. זה גרם להצטברות של מסות חלבון שנגרמו לנוקלואידים.

כדי לנסות לתקן את הבעיה הזו, התא המכיל את המיטוכונדריון הפגום מתחיל לייצא את הנוקלואידים העודפים לפחי האשפה הסלולריים שלו. אבל פחי האשפה, הנקראים אנדוזומים, יכולים להיות המום מנפח הפסולת, כך גילו המדענים. האנדוזומים העמוסים הללו מגיבים על ידי שחרור mtDNA לתוך התא – בקיצור, פח האשפה עולה על גדותיו.

"הייתה לנו פריצת דרך ענקית כשראינו ש-mtDNA נמצא בתוך מבנה קרום מסתורי ברגע שהוא עזב את המיטוכונדריה. לאחר הרכבת כל חלקי הפאזל, הבנו שהמבנה הוא אנדוזום", אמר ניומן. "התגלית הזו הובילה אותנו בסופו של דבר להבנה שה-mtDNA נפטר ותוך כדי כך חלק ממנו דולף החוצה".

התא מגיב לשפיכת הפסולת המסוכנת הזו על ידי סימון הנוקלואידים כ-DNA זר, כמו וירוס, ומשגר תגובה חיסונית שגורמת לדלקת מזיקה, קבעו המדענים.

"באמצעות כלי ההדמיה החדישים שלנו לבדיקת דינמיקה של המיטוכונדריה ושחרור mtDNA, גילינו מנגנון שחרור חדש לחלוטין עבור mtDNA", אמר החוקר אורי מנור, PhD, לשעבר מנהל ליבת Waitt Advanced Biophotonics ב-Salk ועוזר פרופסור ב-Salk. UC סן דייגו. "יש כל כך הרבה שאלות המשך שאנחנו לא יכולים לחכות כדי לשאול, כמו איך אינטראקציות אחרות בין אברונים שולטות במסלולי החיסון המולדים, איך סוגי תאים שונים משחררים mtDNA, וכיצד נוכל לכוון את המסלול החדש הזה להפחתת דלקת במהלך מחלה והזדקנות."

ניומן תמשיך לחפש את התשובות הללו בתפקידה החדש במחלקה לביולוגיה של התא של בית הספר לרפואה של UVA. "אנחנו רוצים להבין את ההקשרים הפיזיולוגיים והמחלות שבהם התהליך הזה יכול להיות מופעל", אמרה. "לדוגמה, וירוסים רבים תוקפים את המיטוכונדריה במהלך זיהום, אז נבדוק אם המיטוכונדריה משתמשות במסלול זה בכוונה כדי להשמיע אזעקה מפני וירוסים פולשים, והאם הסתמכות יתר על המסלול הזה כדי להדוף זיהום עלולה לגרום מאוחר יותר למחלות כרוניות".

ממצאים שפורסמו

החוקרים פרסמו את ממצאיהם בכתב העת המדעי ביולוגיה של תא הטבע. צוות המחקר הורכב מניומן, סמי וייזר נובאק, גלדיס ר. רוג'אס, נימשה טדפאלה, קארה ר. שיאבון, דניאלה א. גרוטג'אן, כריסטינה ג'י טאוארס, מארי איווה טרמבליי, מתיו פ. דונלי, סאגניקה גוש, מיכאלה מדינה, סיינה רושה, ריקרדו רודריגז-אנריקז, ג'ושוע א. צ'בס, איאן למרסל, מנור ושאדל.

העבודה נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, מענקים R01 AR069876, P30AG068635, 1K99GM141482, 1F32GM137580, T32GM007198, 5R00CA245187 ו-5R080CA204S; פרס Allen-AHA Initiative in Brain Health and Cognitive Impairment Award, 19PABH134610000H; פרס NeuroNex National Science Foundation, 2014862; פרס מדען הדמיה של יוזמת צ'אן-צוקרברג; קרן LIFE; מלגת פוסט-דוקטורט של קרן ג'ורג' א. יואיט למחקר רפואי; מלגת פוסט-דוקטורט של קרן פול פ.גלן למחקר רפואי; פרס המלגה לפוסט-דוקטורט של קרן חלוץ Salk; קרן ווייט; המרכז להדמיה סלולרית ומולקולרית של בית הספר לרפואה של ייל; קתדרה למחקר בקנדה (שלב 2) בנוירוביולוגיה של הזדקנות וקוגניציה; וקרן קנדה לחדשנות John R. Evans Leaders Fund, מענק 39965.

דילוג לתוכן