Door Aafke Kok - Foto: Frontiers in Cellular Neuroscience/Gautam et al. - 16-11-2019 - Moleculaire biologie
Bij mitochondriale zelfmoord rekt een mitochondrion eerst uit (A), vormt dan een ringstructuur (B-D) en vernietigt zichzelf vervolgens van binnenuit (E-F).
Voor het eerst hebben onderzoekers mitochondriën waargenomen die de hand aan zichzelf slaan, via een proces dat ze nu ‘mitoautofagie’ noemen.
Mitochondriën in bepaalde motorneuronen in de hersenen vernietigen zichzelf in een vroeg stadium van ziektes als amyotrofische laterale sclerose (ALS). Dat schrijven Amerikaanse biologen 7 november in Frontiers in Cellular Neuroscience. Voorheen was voor de vernietiging van mitochondriën in de cel alleen het proces van mitofagie bekend, waarbij mitochondriën fuseren met lysosomen of autofagosomen die de mitochondriën vervolgens afbreken. Nu blijkt dat mitochondriën ook zichzelf kunnen vernietigen, zonder hulp van lysosomen of autofagosomen. Een soort mitochondriale zelfmoord dus. Bij dit proces, dat de onderzoekers ‘mitoautofagie’ hebben gedoopt, rekt een mitochondrion eerst uit, vormt dan een ringstructuur en vernietigt zichzelf vervolgens van binnenuit; eerst wordt het binnenste membraan afgebroken en daarna het buitenste membraan.
De Amerikanen ontdekten de mitoautofagie bij drie verschillende muismodellen voor ALS. Daarbij bekeken ze de bovenste motorneuronen, neuronen die een belangrijke rol spelen bij vrijwillige beweging en aangedaan zijn bij ziektes als ALS. De degeneratie van deze neuronen start eerder dan dat patiënten de symptomen van ALS merken, zo bleek uit eerder onderzoek. De onderzoekers van het Frontiers-paper vermoedden daarom dat de bovenste motorneuronen al in een zeer vroeg stadium van ALS afwijkingen vertonen.
Wellicht kunnen bestaande mitochondrionmedicijnen een nieuw leven krijgen als ALS-medicijn
Om dat vermoeden te bevestigen bekeken de Amerikanen de bovenste motorneuronen bij jonge muizen van vijftien dagen oud, grofweg vergelijkbaar met de peuterleeftijd van mensen. Daarbij maakten ze gebruik van immuno-gekoppelde elektronenmicroscopie, een techniek om cellen en organellen in detail te bestuderen. Suïcidale mitochondriën kwamen alleen voor in de bovenste motorneuronen van ALS-muizen, niet bij gezonde muizen of in neuronen die niet door ALS worden aangedaan.
De onderzoekers hopen dat hun studie kan bijdragen aan de behandeling van ALS en andere neurodegeneratieve ziektes. Wellicht kunnen bestaande medicijnen die nu gericht zijn op de gezondheid van mitochondriën een nieuw leven krijgen als medicijn tegen ziektes als ALS.