Nowe badania wykazały, że białko MANF pomaga komórkom zarządzać toksycznymi grudkami białek, poprawiając zdrowie komórkowe i potencjalnie wspomagając leczenie chorób związanych z wiekiem, takich jak Alzheimera i Parkinsona.
Naukowcy z Uniwersytetu McMaster odkryli niezidentyfikowaną wcześniej rolę białka w ochronie komórek, potencjalnie torując drogę nowym metodom leczenia chorób związanych z wiekiem i promując zdrowsze starzenie się.
Zespół odkrył, że klasa białek ochronnych, znana jako MANF, odgrywa rolę w procesie zapewniającym wydajność i dobre funkcjonowanie komórek.
Wyniki pojawiają się w czasopiśmie Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
Nasze komórki wytwarzają białka i odrzucają je po wykonaniu swojej pracy. Ten wydajny, ciągły proces utrzymania znany jest jako homeostaza komórkowa. Jednak wraz z wiekiem zdolność naszych komórek do nadążania za zmianami maleje.
Komórki mogą nieprawidłowo wytwarzać białka, a proces oczyszczania może być wadliwy lub przeciążony. W rezultacie białka mogą się zlepiać, co prowadzi do szkodliwego nagromadzenia, które jest powiązane z takimi chorobami, jak choroba Alzheimera i Parkinsona.
„Jeśli komórki doświadczają stresu z powodu rozpoczęcia agregacji białek, siateczka śródplazmatyczna, w której białka są wytwarzane, a następnie uwalniane, otrzymuje sygnał, aby zaprzestać wytwarzania tych białek” – wyjaśnia profesor biologii Bhagwati Gupta, który nadzorował badania.
„Jeśli nie uda się rozwiązać problemu, komórka umrze, co ostatecznie prowadzi do zwyrodnienia neuronów, a następnie obserwowanych przez nas chorób neurodegeneracyjnych”.
Rola MANF w utrzymaniu komórek
Poprzednie badania, w tym McMaster, wykazały, że MANF chroni przed zwiększonym stresem komórkowym. Zespół postanowił zrozumieć, jak to się dzieje, badając mikroskopijne robaki zwane C. elegancja. Stworzyli system manipulacji ilością MANF C. elegancja.
„Mogliśmy dosłownie zobaczyć, gdzie w robakach zachodzi ekspresja MANF, ponieważ są one półprzezroczyste. Mogliśmy to zobaczyć w różnych tkankach. W tych tkankach MANF był obecny w strukturach zwanych lizosomami, które są powiązane z długością życia i agregacją białek” – powiedział Shane Taylor, obecnie stażysta podoktorski na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej, który pracował nad projektem w ramach doktoratu w McMaster.
Aktywacja naturalnego systemu oczyszczania komórek
Zespół odkrył, że MANF odgrywa kluczową rolę w procesie usuwania komórek, pomagając w rozkładaniu nagromadzonych białek, dzięki czemu komórki są zdrowsze i uporządkowane.
Zwiększanie poziomu MANF aktywuje również naturalny system oczyszczania w komórkach, pomagając im lepiej funkcjonować na dłużej.
„Chociaż nasze badania skupiały się na robakach, odkrycia odkrywają uniwersalne procesy. MANF występuje u wszystkich zwierząt, w tym ludzi. Uczymy się podstawowych i mechanicznych szczegółów, które można następnie przetestować w wyższych systemach” – powiedział Taylor.
Aby opracować MANF jako potencjalną terapię, badacze chcą zrozumieć, z czym MANF wchodzi w interakcję z innymi graczami.
„Odkrycie roli MANF w homeostazie komórkowej sugeruje, że można go wykorzystać do opracowania metod leczenia chorób wpływających na mózg i inne części ciała poprzez ukierunkowanie procesów komórkowych, usuwanie toksycznych grudek w komórkach i utrzymanie ich zdrowia” – powiedział Gupta.
„Główną ideą badań nad starzeniem się jest zasadniczo to, czy możemy ulepszyć i zwiększyć wydajność procesów. Rozumiejąc, jak działa MANF i ukierunkowując jego funkcję, moglibyśmy opracować nowe metody leczenia chorób związanych z wiekiem. Chcemy żyć dłużej i zdrowiej. Tacy gracze mogliby w tym pomóc.”
Odniesienie: „Czynnik neurotroficzny MANF reguluje autofagię i funkcję lizosomu, promując proteostazę w Caenorhabditis eleganckie” Shane KB Taylor, Jessica H. Hartman i Bhagwati P. Gupta, 17 października 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2403906121
