Estudio: las mitocondrias autorreparadoras utilizan un nuevo sistema de reciclaje

Las mitocondrias dependen de un mecanismo de reciclaje descubierto recientemente por científicos del Hospital para Niños Enfermos (SickKids).

Las mitocondrias son pequeñas estructuras dentro de las células que realizan una amplia gama de funciones vitales, incluida la generación de energía para ayudar a mantener las células sanas. Cada mitocondria contiene dos capas de membranas: la membrana externa y la membrana interna. Los pliegues de la membrana interna llamados crestas contienen proteínas y moléculas necesarias para producir energía. Cuando se daña la cresta, puede haber un efecto negativo en toda la célula.

«Nuestra investigación ha demostrado, por primera vez, que las mitocondrias son capaces de reciclar una lesión localizada, eliminar los ápices dañados y luego funcionar normalmente», dice la Dra. Nicola Jones, médica senior y científica del Programa de Biología Celular del Hospital. for Sick Children y líder del estudio. ha sido publicado en naturaleza.

Además de ser esencial para mantener las mitocondrias sanas, el equipo de investigación cree que este mecanismo podría ofrecer un objetivo futuro para diagnosticar y tratar afecciones caracterizadas por disfunción mitocondrial, incluidas infecciones, enfermedad del hígado graso, envejecimiento, afecciones neurodegenerativas y cáncer.

Mecanismos de reciclaje mitocondrial.

En las células, estructuras llamadas lisosomas actúan como centros de reciclaje que pueden digerir diferentes tipos de materiales moleculares. Utilizando microscopios de última generación en SickKids Imaging Facility, el Dr. Akriti Prashar, becario postdoctoral en el laboratorio Jones y primer autor del artículo, determinó que una punta mitocondrial dañada puede atravesar su membrana externa para ser engullida directamente. por los lisosomas y descomponerlo exitosamente.

Los investigadores denominaron al nuevo proceso formación de vesículas derivadas de la membrana mitocondrial interna. Al eliminar los ápices dañados a través de vesículas derivadas de la membrana mitocondrial interna, las células pueden evitar que el daño se propague al resto de las mitocondrias y a toda la célula.

«Creemos que los VDIM podrían ser una forma de proteger las células de condiciones de salud que afectan a las mitocondrias, como el cáncer y la neurodegeneración», dice Prashar.

Nuevo proceso: formación de VDIM

El equipo de investigación, que incluye científicos del Instituto Francis Crick y la Universidad Johns Hopkins, descubrió que la formación de VDIM implica varios pasos y moléculas. Primero, las crestas dañadas desencadenan una señal que activa un canal en el lisosoma cercano para permitir que el calcio salga del lisosoma.

Luego, el calcio activa otro canal en la membrana mitocondrial externa para formar un poro que permite que las crestas dañadas salgan de la mitocondria y entren en el lisosoma, que digiere el material dañado, algo nunca antes visto. Al reciclar únicamente las crestas dañadas, las mitocondrias pueden continuar con su función normal.

«Comprender este proceso nos da una idea de cómo las mitocondrias se mantienen saludables, lo cual es importante para la salud general y la longevidad de todos», dice Prashar.

Investigaciones futuras explorarán cómo cambiar la composición de VDIM podría mejorar los síntomas o incluso prevenir condiciones de salud causadas por mitocondrias dañadas o que funcionan mal.