Cercetătorii de la Universitatea din Pittsburgh, SUA, au descoperit o cale prin care celulele repară lizozomii deteriorați, structuri care contribuie la creșterea longevității, prin reciclarea produșilor de metabolism. Această descoperire este un pas important spre înțelegerea și tratarea bolilor legate de vârstă, care sunt cauzate de lizozomii permeabili.
“Deteriorarea lizozomului este un semn distinctiv al îmbătrânirii și al multor boli, în special tulburările neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer. Studiul nostru identifică o serie de pași despre care credem că formează un mecanism universal pentru repararea lizozomală, pe care l-am denumit “calea PITT” (în cinstea Universității din Pittsburgh), “ a spus autorul principal, Jay Xiaojun Tan, profesor asistent de biologie celulară la Pitt’s School of Medicine și membru al Aging Institute.
Lizozomii conțin enzime digestive puternice care descompun macromoleculele în părțile lor constitutive, care apoi sunt reciclate. Pentru a nu deteriora alte părți ale celulei, aceste conținuturi sunt protejate cu o membrană care acționează ca un “gard cu zale” din jurul unei instalații de deșeuri periculoase. Chiar dacă în acest gard pot apărea rupturi, o celulă sănătoasă repară rapid aceste daune.
Pentru a afla mai multe despre acest proces de reparare, cercetătorii au deteriorat experimental lizozomii din celulele cultivate în laborator și au măsurat proteinele care au ajuns la fața locului. Au descoperit că o enzimă numită PI4K2A s-a acumulat pe lizozomii deteriorați în câteva minute și a generat niveluri ridicate ale unei molecule de semnalizare, numită PtdIns4P.
PtdIns4P este ca un steag roșu. Îi spune celulei că există o problemă. Acest sistem de alertă recrutează apoi un alt grup de proteine numite ORP. Proteinele ORP funcționează ca niște legături. Un capăt al proteinei se leagă de steagul roșu PtdIns4P de pe lizozom, iar celălalt capăt se leagă de reticulul endoplasmatic, care reprezintă structura celulară implicată în sinteza proteinelor și lipidelor. Reticulul endoplasmatic se înfășoară în jurul lizozomului ca o pătură. În mod normal, reticulul endoplasmatic și lizozomii abia se ating, dar odată ce lizozomul a fost deteriorat,s-a constatat că fuzionează. Prin această fuziune, colesterolul și o lipidă numită fosfatidilserina sunt transportate la lizozom, unde ajută la repararea găurilor din gardul membranei. Fosfatidilserina activează, de asemenea, o proteină numită ATG2, care acționează ca o punte pentru a transfera alte lipide la lizozom, etapa finală de reparare a membranei.
„Ceea ce este frumos la acest sistem este că toate componentele căii PITT erau cunoscute, dar nu se știa că interacționează în această secvență sau pentru funcția de reparare a lizozomului. Cred că aceste descoperiri vor avea multe implicații pentru procesul de îmbătrânire și pentru bolile legate de vârstă.” A spus Toren Finkel, autorul principal al studiului, director la Aging Institute și profesor distins de medicină la Pitt’s School of Medicine.
Oamenii de știință bănuiesc că la oamenii sănătoși, micile rupturi ale membranei lizozomului sunt reparate rapid prin calea PITT.
În lucrările viitoare, cercetătorii intenționează să dezvolte modele pentru șoareci pentru a înțelege dacă calea PITT îi poate proteja de boala Alzheimer.
Studiul a fost publicat în revista Nature.
Articol de Cristina Zarioiu
