Αποκαλύφθηκε η σχέση της αναπαραγωγικής ικανότητας με την απόκριση στο μιτοχονδριακό στρες

Πρόσφατη έρευνα στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) και στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, τα ευρήματα της οποίας δημοσιεύονται στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Cell Reports, αποκαλύπτουν ότι τα γαμετικά κύτταρα επηρεάζουν την ικανότητα των σωματικών ιστών να αποκρίνονται σε στρες που προκαλείται από μη αναδιπλωμένες μιτοχονδριακές πρωτεΐνες (mitochondrial unfolded protein response, UPRmt).

Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ, δρ Νικόλαος Χαρμπίλας (νυν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, Γερμανία), δρ Αγγελική Σωτηρίου, και Κωνσταντίνος Αξαρλής, με επικεφαλής τους δρ Νεκτάριο Ταβερναράκη (Καθηγητή στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Κρήτης και Πρόεδρο του ΙΤΕ) και δρ Thorsten Hoppe (Καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας), απέδειξαν ότι μια λειτουργική γαμετική σειρά είναι απαραίτητη για την απόκριση του οργανισμού στο μιτοχονδριακό στρες.

Η UPRmt, η οποία αποτελεί ένα κεντρικό μονοπάτι κυτταρικής απόκρισης στο στρες που ενεργοποιείται όταν συσσωρεύονται στα μιτοχόνδρια μη αναδιπλωμένες πρωτεΐνες, διαδραματίζει θεμελιώδη ρόλο στη διατήρηση της ομοιόστασης κυττάρων και οργανισμών. Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια εκτεταμένη γενετική ανάλυση αξιοποιώντας τον νηματώδη Caenorhabditis elegans. Ανακάλυψαν ότι μεταλλαγμένοι νηματώδεις σκώληκες στους οποίους απουσιάζουν τα βλαστικά κύτταρα, τα σπερματοζωάρια, ή τα ωάρια, δεν είναι σε θέση να ανταποκριθούν σε γενετικές ή φαρμακολογικές παρεμβάσεις που ενεργοποιούν τη UPRmt. Περαιτέρω έρευνα αποκάλυψε ότι αναπαραγωγικά σήματα είναι απαραίτητα για την επαγωγή της UPRmt στους σωματικούς ιστούς. Έτσι, τα σωματικά κύτταρα διατηρούν την ικανότητα επαγωγής της UPRmt όσο ο οργανισμός είναι αναπαραγωγικά ενεργός, παράγοντας βιώσιμους απογόνους.

Επιπλέον, αποκαλύφθηκε ότι η UPRmt είναι σεξουαλικά διμορφική, καθώς οι αρσενικοί νηματώδεις έχουν εκ φύσεως μειωμένη ικανότητα επαγωγής της. Τέλος, τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι το μιτοχονδριακό στρες στη γαμετική σειρά μπορεί να ενεργοποιήσει την UPRmt σε σωματικούς ιστούς, καθιερώνοντας ένα νέο πρότυπο επικοινωνίας μεταξύ της γαμετικής σειράς και του σώματος. Ο μηχανισμός αυτός ενδέχεται να λειτουργεί ως αμυντική στρατηγική με σκοπό την προστασία των μιτοχονδρίων των σωματικών κυττάρων από το στρες. Με τον τρόπο αυτό, το αναπαραγωγικό σύστημα διατηρεί την επαγωγιμότητα της UPRmt στο έντερο, το οποίο με τη σειρά του υποστηρίζει την αναπαραγωγή μέσω της σύνθεσης και έκκρισης της λεκίθου που συμβάλλει στην ανάπτυξη των εμβρύων.

Τα ευρήματα της έρευνας συνδέουν, για πρώτη φορά, την απόκριση του οργανισμού στο μιτοχονδριακό στρες με την αναπαραγωγική του κατάσταση, και αποδεικνύουν ότι η μείωση της αναπαραγωγικής ικανότητας αποτελεί πρωταρχική αιτία της απώλειας της πρωτεϊνικής ομοιόστασης κατά τη διάρκεια της γήρανσης. Τα συμπεράσματα της μελέτης είναι καθοριστικής σημασίας για την κατανόηση της γήρανσης, και αναμένεται να αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση συνοδών νοσημάτων.