Сделан шаг к профилактике митохондриальных заболеваний

Научная группа из Института биомедицинских исследований Уайтхед (Whitehead Institute for Biomedical Research) определила ген, активность которого значительно влияет на состояние митохондрий при условии их патологического состояния.

Для достижения результатов исследователи использовали специальную модель митохондриальных заболеваний. Во-первых, работа велась на уникальной культуре клеток человека с гаплоидным набором генов, что позволяло увидеть генетический эффект более явно. Во-вторых, митохондриальная дисфункция была создана с помощью химического вещества антимицина, способного блокировать процессы митоходриального дыхания.

В результате серии экспериментов было выявлено, что клетки с мутацией в гене ATPIF1 были в значительной мере защищены от пагубного влияния антимицина. Следующим этапом была проверка терапевтического эффекта инактивации гена ATPIF1 в диплоидных клетках печени мышей, поскольку печень сильно страдает при митохондриальных заболеваниях, а ген ATPIF1 и у людей, и у мышей выполняют туже самую функцию. Оказалось, что блокировка гена ATPIF1 помогала клеткам печени лучше справляться с последствиями действия антимицина.

Первый автор исследования, студент-магистр Уолтер Чен (Walter Chen) объясняя природу терапевтического влияния мутации в гене ATPIF1, подчеркнул, что это приводит к сохранению мембранного потенциала митохондрий, а значит и нормального клеточного дыхания. А постдок Киванк Бирсой (Kivanc Birsoy) отметил, что отключение гена ATPIF1 в целом не нарушало функционирование клеток.

Митохондриальные заболевания известны давно, это большая группа патологий разного происхождения. Среди них есть обусловленные мутациями в генах митохондриальной и ядерной ДНК, а также нарушения, вызванные внешними факторами. Однако действенных терапевтических подходов пока не разработано. Во многом это связано с пробелами в понимании молекулярных механизмов развития таких патологий. Продукт гена ATPIF1 в норме блокирует активность фермента АТФ — синтазы в условиях насыщения клетки, тем самым уменьшая запас главной энергетической молекулы — АТФ. Но при митохондриальных патологиях клетка находится в состоянии «искусственного голодания», и инактивация АТФ-синтазы приводит к нарушениям мембранного потенциала митоходрий, а значит, и процесса дыхания и энергетического обмена клеток.

Чтобы убедиться в верности полученных данных и для реальных функционирующих в организме клеток, а также оценить эффект на уровне организма ученые планируют провести испытание на мышах. Сравнят состояние обычных мышей после употребления антимицина и мышек, в печени которых не работает ген ATPIF1.