Mitochondriens andere Aufgabe ist es, die Stammzellenentwicklung zu kontrollieren

In einer bemerkenswerten Entdeckung zeigen Wissenschaftler, dass die Blockade der Aktivität eines Schlüsselenzyms in Mitochondrien verhindert, dass sich Stammzellen in Fruchtfliegen zu Eizellen entwickeln.
Mitochondrien spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Stammzellen.

Mitochondrien - winzige Verdauungssysteme, die in fast jeder Zelle des Körpers vorkommen - sind traditionell dafür bekannt, dass sie eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von Energie für die Funktion von Zellen spielen.

In der neuen Studie, veröffentlicht in Nature ZellbiologieEin von Forschern des New Yorker Langone Medical Center, New York, geleitetes Team zeigt, dass die Rolle der Mitochondrien bei der Entwicklung von Stammzellen völlig verschieden ist von der Erzeugung von Energie für den Zellmetabolismus.

In ihrer traditionellen Rolle versorgen die Mitochondrien Zellen mit Energieeinheiten in Form von Adenosintriphosphat (ATP). Die chemische Reaktion, die ATP erzeugt, beruht auf einem wichtigen Enzym, dem ATP-Synthase-Enzym.

Die neue Forschung zeigt, dass die ATP-Synthase auch für die normale Stammzellentwicklung wichtig ist. Das Enzym steuert direkt das Wachstum und die Aufrechterhaltung von "Cristae" - den faltigen, gefalteten Membranen in den Mitochondrien -, während sich die Stammzellen teilen und die spezifischen Zellbestandteile der weiblichen Keimzelle oder des weiblichen Eies bilden.

Da die ATP-Synthase-Energieproduktion in allen Zellen mit einem Kern üblich ist, sagen die Forscher, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass das, was sie in den Fruchtfliegen-Experimenten gefunden haben, für alle Säugetiere, einschließlich Menschen, gilt.

Das Blockieren von 13 Schlüssel-ATP-Synthase-Proteinen stoppte die Eientwicklung

Die leitende Forscherin Ruth Lehmann, Professorin für Zellbiologie an der NYU Langone, sagt, dass frühere Studien beschädigte oder unreife Cristae bei verschiedenen Tierarten mit fehlerhafter ATP-Synthase entdeckt haben, aber dies ist die erste Studie, die eine Verbindung zur Stammzellenentwicklung zeigt.

In ihren Experimenten fanden Prof. Lehmann und Kollegen heraus, dass das Blockieren eines der 13 Schlüsselproteine, die mit der ATP-Synthase verbunden sind, die Entwicklung der Fruchtfliegen gestört oder blockiert hat.

Sie fanden auch, dass das Blockieren anderer Enzyme, die an der ATP-Produktion beteiligt sind - bevor die ATP-Synthase eintritt - die Entwicklung des Eies nicht schädigte.

Die Studie dauerte 2 Jahre, als das Team mehr als 8.000 Fruchtfliegengene durchmusterte, von denen man annimmt, dass sie an der Entwicklung von Stammzellen beteiligt sind, die zu Ei- oder Samenzellen führen. ATP-Synthase fiel auf - sie bemerkten, wie sie aktiv blieb, selbst wenn andere Enzyme, die an der ATP-Produktion beteiligt waren, abgeschaltet wurden.

Das Team plant zu untersuchen, ob Mitochondrien eine andere wichtige Rolle spielen

Prof. Lehmann erklärt, wie sie und ihre Kollegen die Forschung fortsetzen werden:

"Unser Team plant weitere Untersuchungen darüber, wie die ATP-Synthase die Crista-Entwicklung biologisch steuert und ob andere Entwicklungsrollen durch Mitochondrien beeinflusst werden."

Die Mittel für die Studie kamen vom US National Cancer Institute und dem National Institute of Child Health und Human Development, beide Teile der National Institutes of Health. Der Boehringer Ingelheim Fonds und die American Cancer Society unterstützten die Studie ebenfalls.

Die Mitochondrien haben Anfang dieser Woche Schlagzeilen gemacht, weil eine bahnbrechende Studie vielversprechend für Familien ist, die von potenziell schweren Krankheiten betroffen sind, die durch fehlerhafte mitochondriale DNA verursacht werden, die von ihren Müttern an Kinder weitergegeben wird.

Die Studie, kürzlich von Medizinische Nachrichten heute, zeigt, wie ein Team Enzyme als molekulare Scheren nutzte, um mutierte mitochondriale DNA in weiblichen Mäusen zu bearbeiten, die gesunde Nachkommen mit sehr niedrigen Konzentrationen der zielgerichteten DNA aufwiesen.

Das Salk Institute Team sagt, wenn die Editiertechnik bei Menschen funktioniert, wird es eine sicherere, einfachere und ethischere Alternative zu einer dreigliedrigen IVF-Mitochondrienersatztherapie bieten.

Staatliche Interventionen haben nichts zur Steigerung der Organspende beigetragen.

Zahlreiche politische Maßnahmen, die seit den späten 1980er Jahren von den amerikanischen Staaten eingeführt wurden, um die Versorgung mit Transplantationsorganen zu erhöhen, haben keine messbaren Auswirkungen auf das Problem der knappen Versorgung, die sich weiter verschlechtert. Nur eine Politik - mit Sonderverbänden - hatte einen geringen Effekt auf die Organtransplantation.

(Health)

Dengue-Impfstoff zeigt Versprechen in Thailand Trial

Eine frühe Analyse der weltweit ersten Wirksamkeitsstudie eines experimentellen Impfstoffs gegen Dengue-Fieber zeigt vielversprechende Ergebnisse. In einer Studie mit 4.000 Kindern in Thailand schien der Impfstoff eine Infektion durch drei der vier zirkulierenden Stämme des Virus zu verhindern und zeigte ein ausgezeichnetes Sicherheitsprofil, teilte der französische Arzneimittelhersteller Sanofi der Presse am Mittwoch mit.

(Health)