מדענים גילו כיצד מוטציה מיטוכונדריאלית חוטת מחדש את תפקוד החיסון במודל של הפרעות מיטוכונדריה ראשוניות תורשתיות, שלעתים קרובות מובילות לנכות חמורה ולמוות. הם גילו שהמוטציה התורשתית הבודדת הזו גורמת לבעיות בכל הגוף במודל של בעלי חיים לאחר שהתגובה החיסונית שלה מתעוררת לפעולה.
למרות שהמדענים מדגישים שהמחקר נמצא בשלב מוקדם יחסית, זהו אחד העבודות הראשונות שהראו שמוטציית DNA מיטוכונדריאלית תורשתית יכולה לעצב מחדש באופן עצמאי את תפקוד תאי החיסון ואת איתות דלקתי.
לפיכך, היא מציעה השערה סבירה מדוע אנשים עם הפרעות מיטוכונדריאליות ראשוניות תורשתיות חווים לעתים קרובות בעיות עם מספר איברים וסובלים מזיהומים חוזרים ונשנים ואלח דם. בנוסף, הוא שם יעד פוטנציאלי על חוליות ספציפיות בשרשרת התגובה החיסונית המציעים את הפוטנציאל הגדול ביותר להצלחה טיפולית.
דילן ריאן, עוזר פרופסור בבית הספר לביוכימיה ואימונולוגיה של טריניטי, לשעבר מבוסס ביחידה לביולוגיה מיטוכונדריאלית של MRC, אוניברסיטת קיימברידג', הוא המחבר הבכיר של מאמר המחקר, שפורסם זה עתה בכתב עת מוביל תקשורת טבע.
ד"ר ריאן אמר: "נראה שמטופלים רבים החיים עם הפרעות מיטוכונדריאליות ראשוניות תורשתיות רגישים יותר לזיהומים חוזרים ואלח דם, שעלולים לעורר את הופעת הסימפטומים, להחמיר את התסמינים המפותחים או לגרום לתמותה משמעותית. הבסיס המכניסטי המדויק לכך לא היה ברור, מה שכמובן מעכב כל ניסיון לפתח טיפולים יעילים, מכיוון שכרגע אין צורך בטיפולים יעילים עבור אלה.
בהתחשב באופי הנדיר של ההפרעות הללו, ביצענו את העבודה הזו במודל עכבר הניתן לבדיקה בניסוי, אז אנחנו לא רוצים להפריז בממצאים. עם זאת, חשפנו מספר חלקים מהפאזל התומכים בדיווח תיאורי בחולים אנושיים. זה עוזר לנו להבין טוב יותר מה צפוי לקרות ברמה המכניסטית כאשר מערכת החיסון מופעלת בהקשר של פגמים במיטוכונדריה ובורחת עם עצמן.
בסופו של דבר עלינו להיות זהירים, בהתחשב במחקר בשלב מוקדם, אבל אנחנו נרגשים לגבי מה זה יכול להיות יום אחד עבור חולי מחלות מיטוכונדריה".
ד"ר אלואיז מרקס, עמית מחקר ביחידה לביולוגיה מיטוכונדריאלית של MRC והמחבר הראשון של המחקר
באופן ספציפי, במחקר זה, המדענים הראו כי m.5019A>G mt-tRNAעלא מוטציה בעכברים, המדגימה מוטציות מסוימות של חולים, מניעה שינוי מהותי באיזון החיסוני של מקרופאגים, ומקשרת כשל ביו-אנרגטי ישירות לפגמי איתות חיסוני מולדים.
מקרופאגים (תאי חיסון מפתח) עם מוטציה ספציפית זו מציגים "פרץ אינטרפרון" מוקדם דרך מסלול איתות ספציפי, ולאחר מכן שלב מושהה המונע על ידי שחרור של DNA ו-RNA המיטוכונדריאלי המפעיל מסלול איתות ספציפי אחר. אינטרפרונים פועלים כדי להניע את מערכות החיסון שלנו להילוך כאשר מתגלים פתוגנים או וירוסים, אך הדבר גורם לשחרור מיני חמצן תגובתיים רעילים, אשר, אם לא בודקים אותם, עלולים לגרום לתגובה מוגזמת ולמספר בעיות של דפיקות.
מנגנון כפול זה שהתגלה לאחרונה מחבר נזק מיטוכונדריאלי לפעילות אינטרפרון כרונית ומייצג "אזעקה אנטי-ויראלית" – תכונה מרכזית (אך לא מובנת היטב) של הפרעות אוטואימוניות ודלקתיות רבות.
עכברים עם המוטציה המיטוכונדריאלית הראו איתותים מוגזמים של אינטרפרון והתנהגות חולנית מחמירה כאשר מערכת החיסון שלהם הופעלה על ידי רעלן, מה שחשף כי פגם מיטוכונדריאלי זה שיבש הומאוסטזיס חיסוני ברמת הגוף כולו במהלך דלקת.
"המשמעות של זה היא שעל ידי הצגת מוטציית mtDNA יחידה זו מספיקה כדי להפריע לחסינות המולדת, העבודה שלנו עשויה לעזור למסגר מחדש הפרעות מיטוכונדריאליות ראשוניות לא רק שהן שגיאה מולדת של תסמונת מטבוליזם אלא גם הפרעה בוויסות החיסוני", הוסיף ד"ר ריאן, שבסיסו במכון טריניטי לביו-רפואי (TBSI).
"העבודה מציעה שאם נוכל לשקם טיפולית את תפקוד המיטוכונדריה או לווסת איתות אינטרפרון, גישות כאלה יכולות יום אחד להיות מועילות להפחתת דלקת וסיכון לאלח דם".
