Заболевания, затрагивающие митохондрии, двигатели наших клеток, часто вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Симптомы таких митохондриальных заболеваний у мышей могут быть уменьшены путем увеличения их уровня митохондриальной ДНК, согласно исследованию, проведенному исследователями из Karolinska Institutet. Исследование опубликовано в Science Advances и может, по мнению исследователей, привести к новой стратегии лечения таких митохондриальных заболеваний.

Митохондрии представляют собой высокодинамичные структуры внутри клеток, которые обеспечивают клеточную энергию. Митохондрии содержат свою собственную ДНК (митохондриальную ДНК, мтДНК), и в клетке находятся 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 этим заболеваниям по-прежнему не хватает эффективного лечения, и клиническое ведение остается в основном симптоматическим.

Митохондриальные расстройства часто вызваны мутациями – генетическими изменениями – в митохондриальной ДНК. Но в большинстве случаев болезни все еще есть некоторые копии нормальной митохондриальной ДНК. Следовательно, мутированная и нормальная митохондриальная ДНК сосуществуют в одной и той же клетке. Мутированная мтДНК будет вызывать симптомы только тогда, когда количество копий превышает критический порог.

На пути к новым стратегиям лечения

Исследователи из Karolinska Institutet теперь показывают, что можно улучшить митохондриальную болезнь 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 мутированных мтДНК увеличивается», – говорит Роберта Филограна, исследователь из медицинского департамента. Биохимия и биофизика в Каролинском институте и первый автор исследования. «Это говорит о том, что подходы к увеличению числа копий мтДНК могут обеспечить новую терапевтическую стратегию для лечения митохондриальных заболеваний».

Исследования с использованием мышей

Исследование было проведено с использованием мышиной модели с патогенной мутацией мтДНК. Уровни митохондриальной ДНК манипулировали путем увеличения или уменьшения экспрессии 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 уровня мтДНК.