ტელომერებისა და მიტოქონდრიების ურთიერთკავშირის აღმოჩენა — ახალი პერსპექტივა კიბოს მკურნალობისთვის

ტელომერები არის ჩვენი გენეტიკური ინფორმაციის შემცველი DNA -ის პაკეტების, ქრომოსომების ბოლო ნაწილები, რომელთა განსაკუთრებული ფუნქციაა უჯრედების გამრავლებისას გენეტიკური ინფორმაციის დაცვა. უჯრედის გამრავლებისას ქრომოსომების ბოლოებში გენეტიკური ინფორმაციის დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად ტელომერები მოკლდება და ინახება. ასაკის მატებასა და უჯრედების გამრავლების გაგრძელებასთან ერთად მათი სიგრძე მცირდება. როდესაც ტელომერები ძალიან მოკლდება, გენეტიკური ინფორმაციის დასაცავად უჯრედების გამრავლება ჩერდება და უჯრედი პროგრამირებულ სიკვდილს განიცდის.

აღმოჩნდა, რომ ტელომერები მიტოქონდრიებს ესაუბრება

ტელომერებს განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს კიბოსა და დაბერებაში. მრავალმა სამეცნიერო კვლევამ გამოავლინა ტელომერების დამოკლებასთან დაკავშირებული უჯრედული სიკვდილი და ისეთი დაავადებების წარმოქმნა, როგორიცაა კიბო. ამ სტატიის თემაა ახალი კვლევა, რომელმაც აჩვენა: როცა ტელომერები ძალიან მოკლდება, ისინი უჯრედის ენერგეტიკულ ცენტრებთან — მიტოქონდრიებთან — ურთიერთობს, ამ კავშირით რთულ სასიგნალო გზებს ააქტიურებს და იწყებს ანთებით პასუხს, რომელიც პოტენციურად კიბოდ ქცეულ უჯრედებს ანადგურებს. შედეგებმა შეიძლება ახალი გზები გახსნას კიბოს პრევენციისა და მკურნალობისთვის და დაბერების მავნე შედეგების საპირწონე უკეთესი მკურნალობების შესაქმნელად.

მოკლედ, ნორმალურ უჯრედებში ყოველი გაყოფისას ტელომერები მოკლდება და მათი ძლიერი დამოკლებისას მიტოქონდრიას შეტყობინება ეგზავნება. ეს შეტყობინება სპეციფიკურ ანთებით პასუხს ააქტიურებს და უჯრედის სიკვდილს მის კიბოდ ქცევამდე უზრუნველყოფს.

კიბოს უჯრედებში კი ტელომერების დამოკლების საწინააღმდეგო სხვადასხვა უჯრედული მექანიზმია. მათი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მონაწილეა ფერმენტი ტელომერაზა. ტელომერაზა ქრომოსომების ბოლოებში ტელომერების სიგრძეს ინარჩუნებს და მათ განაახლებს. კიბოს უჯრედებში ტელომერაზის აქტივობა ჩვეულებრივ გაზრდილია, რაც უჯრედს ტელომერების დამოკლების თავიდან აცილებისა და უწყვეტი გამრავლების საშუალებას აძლევს.

ზოგიერთ კიბოს უჯრედს აქვს დაზიანების აღდგენის მექანიზმებიც, რათა ტელომერების დამოკლებით გამოწვეული DNA-ის დაზიანება შეაკეთოს. ეს მექანიზმები გენეტიკური ინფორმაციის დარღვევის თავიდან აცილებით უჯრედის უწყვეტ გამრავლებას და ამ გზით კიბოს წარმოქმნის ხელშეწყობას უზრუნველყოფს.

მკვლევრების აზრით, ტელომერები და მიტოქონდრიები აშკარად სინერგიულად მოქმედებს უჯრედულ პროცესებში, რომლებიც კიბოს გამომწვევ პოტენციურ უჯრედებს კლავს.

როდესაც ტელომერები იმ ზომამდე მოკლდება, რომ ქრომოსომებს დაზიანებისგან ვეღარ იცავს, ერთგვარი „უჯრედული კრიზისის“ სიგნალი გაიცემა და უჯრედები კვდება. ეს სასარგებლო ბუნებრივი პროცესი ძალიან მოკლე ტელომერებისა და არასტაბილური გენომების მქონე უჯრედებს ანადგურებს და ცნობილია, რომ კიბოს წარმოქმნის ძლიერი ბარიერია.

Jan Karlseder-მა და კვლევის წამყვანმა ავტორმა Joe Nassour-მა ადრეც აღმოაჩინეს, რომ კრიზისში მყოფი უჯრედები ქრება პროცესით, რომელსაც აუტოფაგია ეწოდება და რომლის მეშვეობითაც სხეული დაზიანებული უჯრედებისგან თავისუფლდება.

Jan Karlseder ტელომერებისა და კიბოს დარგში მსოფლიოს წამყვან მეცნიერთაგანია. მის წინა კვლევას ამ სტატიაში შევეხეთ: შეიძლება ტელომერების დამცავი მექანიზმების მოცილებამ ქიმიოთერაპიის ძალა გაზარდოს?

ამ კვლევაში მეცნიერებს სურდათ გაერკვიათ, როგორ ხდება უჯრედული სიკვდილი ტელომერების უკიდურესი დამოკლებისას. ამისთვის ადამიანის ფიბრობლასტების გენეტიკური სკრინინგი ჩაატარეს და უჯრედული სიკვდილისას მნიშვნელოვანი იმუნური ამოცნობისა და ანთებითი სასიგნალო გზები აღმოაჩინეს. კერძოდ, დადგინდა, რომ მოკლე ტელომერებიდან გამოყოფილი RNA მოლეკულები მიტოქონდრიის გარე ზედაპირზე ZBP1 და MAVS იმუნურ სენსორებს ააქტიურებს.

შედეგები ტელომერებს, მიტოქონდრიებსა და ანთებას შორის მნიშვნელოვან კავშირებს აჩვენებს. ასევე ხაზს უსვამს, როგორ ახერხებს უჯრედი კრიზისის გადატანას (და ამით განადგურების თავიდან აცილებას) და როგორ შეიძლება კიბოდ იქცეს, თუ ეს უჯრედული პროცესი სათანადოდ არ მუშაობს.

ტელომერების, მიტოქონდრიებისა და ანთების კავშირი — კიბოსა და დაბერების ბიოლოგიას უკეთ ვიგებთ

შედეგად, ტელომერები, მიტოქონდრიები და ანთება, რომლებიც უმეტესად ცალ-ცალკე ისწავლება, დაბერების სამი მახასიათებელია. ამ კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ სტრესისას ტელომერებიდან მიტოქონდრიისთვის გაგზავნილმა RNA შეტყობინებამ შეიძლება ანთება გამოიწვიოს. ეს ხაზს უსვამს ამ სამ ფაქტორს შორის ურთიერთქმედების შესწავლის საჭიროებას, რათა დაბერების პროცესი უკეთ გავიგოთ და ადამიანის ჯანსაღი სიცოცხლე გავახანგრძლივოთ.

Joe Nassour-მა საკუთარი კვლევა ასე შეაფასა:

„კიბოს წარმოქმნა მარტივი პროცესი არ არის. ეს მრავალეტაპიანი პროცესია, რომელიც მთელ უჯრედში მრავალ გარდაქმნასა და ცვლილებას მოითხოვს. ტელომერებისა და მიტოქონდრიების დამაკავშირებელი რთული გზების უკეთ გაგებამ შეიძლება მომავალში კიბოს ახალი მკურნალობების განვითარებაში როლი შეასრულოს.“

შემდეგ ეტაპზე მკვლევრები ამ გზების მოლეკულური საფუძვლების უფრო ღრმად შესწავლასა და კიბოს პრევენციისა თუ მკურნალობის მიზნით მათი დამიზნების პოტენციალის გამოკვლევას გეგმავენ.