Заболевания, поражающие митохондрии, электростанции клеток, часто вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Согласно исследованию, проведенному учеными из Каролинского института, симптомы таких митохондриальных заболеваний у мышей можно облегчить за счет повышения уровня митохондриальной ДНК. Исследование опубликовано в Science Advances и может привести к новой стратегии лечения таких митохондриальных заболеваний.
Митохондрии – это высокодинамичные структуры внутри клеток, которые обеспечивают клеточную энергию. Митохондрии содержат собственную ДНК, называемую митохондриальной ДНК (мтДНК), и в клетке есть тысячи копий мтДНК.
Дисфункциональные митохондрии могут привести к серьезным заболеваниям, которые в основном поражают ткани с высокими потребностями в энергии, такие как мозг, скелетные мышцы и сердце. На сегодняшний день для этих заболеваний по-прежнему отсутствуют эффективные методы лечения, и клиническое ведение пациентов остается в основном симптоматическим.
Митохондриальные нарушения часто вызваны мутациями – генетическими изменениями – в митохондриальной ДНК. Но в большинстве случаев заболевания все еще существуют копии нормальной митохондриальной ДНК. Следовательно, мутированная и нормальная митохондриальная ДНК сосуществуют в одной и той же клетке. Мутированная мтДНК вызовет симптомы только тогда, когда количество копий превысит критический порог.
К новым стратегиям лечения
Исследователи из Каролинского института теперь показывают, что можно улучшить митохондриальные заболевания у мышей, увеличив общее количество копий мтДНК. Результаты опубликованы в исследовании в журнале Science Advances.
"Наше исследование демонстрирует, что увеличение абсолютных уровней мтДНК у мышей может улучшить функцию митохондрий и улучшить симптомы митохондриального заболевания, даже если абсолютное количество мутированной мтДНК увеличивается," говорит Роберта Филограна, исследователь кафедры медицинской биохимии и биофизики Каролинского института и первый автор исследования. "Это предполагает, что подходы к увеличению числа копий мтДНК могут обеспечить новую терапевтическую стратегию лечения митохондриальных заболеваний."
В исследовании использовалась модель мыши с патогенной мутацией мтДНК. Уровнями митохондриальной ДНК манипулировали, увеличивая или уменьшая экспрессию белка (TFAM), который, как известно, контролирует количество копий митохондрий. Затем исследователи изучили как общее состояние мышей, так и молекулярные изменения в разных органах и на разных стадиях заболевания, чтобы увидеть, как они зависят от уровней мтДНК.