Îmbătrânirea mitocondrială legată de pierderea unui lipid crucial din membrană

Oamenii de știință au descoperit recent că nivelurile de fosfatidilcolină, cel mai abundent lipid din membranele mitocondriale, scad odată cu înaintarea în vârstă, accelerând procesul de îmbătrânire a mitocondriilor atât la viermișori, cât și posibil la oameni. Completarea nivelului acestui lipid a avut rezultate pozitive într-un experiment in vitro.

Mitocondriile sunt organele celulare care generează energie, iar deteriorarea lor este considerată un semn distinctiv al îmbătrânirii. Deși știința a elucidat multe despre afecțiunile mitocondriale cauzate de factori genetici, ceea ce rămâne mai puțin înțeles este ce anume determină deteriorarea mitocondrială în timpul îmbătrânirii „obișnuite”, în absența unor defecte moștenite. Autorii unui nou studiu de la Institutul Leibniz pentru Îmbătrânire, publicat în Nature Communications, au încercat să identifice factorii „naturali” care accelerează îmbătrânirea mitocondrială, reprezentând puncte realiste de intervenție, mai ales în etapele târzii ale vieții.

În loc să studieze animale a căror mitocondrii eșuează și contribuie la îmbătrânire, cercetătorii au ales să studieze două excepții de la regulă: tulpini mutante de viermi nematode C. elegans (clk-1 și isp-1), care au mitocondrii permanent afectate, dar trăiesc mai mult decât viermii normali. Dacă aceste animale prosperă în ciuda disfuncției mitocondriale pe tot parcursul vieții, înseamnă că au dezvoltat protecții interne.

Inițial, echipa a efectuat analize proteomice longitudinale pe viermi normali și pe cele două mutante longevive. Au rezultat două descoperiri importante. În primul rând, în procesul normal de îmbătrânire, schimbările proteinelor mitocondriale apar relativ târziu în viață, ceea ce sugerează posibilitatea unei intervenții în stadii avansate. În al doilea rând, tulpinile cu durată de viață mai lungă au prezentat mai puține proteine alterate de îmbătrânire, iar adaptările protectoare comune celor două mutante proveneau în mare parte din gene non-mitochondriale.

Autorii au identificat proteinele individuale care scad brusc în timpul îmbătrânirii normale, dar rămân stabile în mutantele protejate. Cel mai semnificativ rezultat a fost sintetaza S-adenozilmetionină (SAMS-1), care era puternic și progresiv regresată cu vârsta la viermii WT, dar menținută în ambele mutante longevive.

Suprimarea genei sams-1 a prelungit durata de viață la viermii normali, dar a scurtat durata de viață la ambele mutante longevive, ca și cum efectul său asupra longevității s-ar inversa în funcție de sănătatea mitocondrială. Când mitocondriile sunt tinere și funcționale, pierderea sams-1 pare să fie benefică, ceea ce este consistent cu literatura anterioară. Totuși, când mitocondriile sunt deja compromise, sams-1 devine crucială, iar pierderea sa este dăunătoare.

Mitocondriile din celulele sănătoase și viguroase tind să formeze rețele, eficiente în generarea și distribuția energiei în celulă, permițând adaptarea la cerințele energetice fluctuante. „Vă puteți imagina întregul sistem ca o rețea electrică fin ramificată care se deteriorează treptat cu vârsta: conexiunile se rup și curentul stagnează”, a explicat Dr. Ermolaeva, autorul principal al studiului. „Deși producția de energie continuă, aceasta devine mai puțin eficientă și sustenabilă, iar energia nu mai poate fi distribuită flexibil.”

Această descoperire subliniază importanța fosfatidilcolinei și a proteinei SAMS-1 în menținerea sănătății mitocondriale și ar putea deschide noi căi pentru intervenții terapeutice în procesul de îmbătrânire.

Sursa: Lifespan.io