MADRID, 6. Mai. (EUROPA PRESS) –
Forscher des Nationalen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (CNIC), CIBER und der Universität Bern (Schweiz) haben die Schlüsselrolle mitochondrialer Proteine bei der Herzregeneration entdeckt, eine Entdeckung, die einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Mechanismen von Mobiltelefonen darstellt.
Mitochondrien, die als Kraftwerke der Zellen bekannt sind, spielen eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung der für das reibungslose Funktionieren notwendigen Energie. Die von Dr. José Antonio Enríquez und seinem Team am CNIC sowie von Dr. Nadia Mercader von der Universität Bern (Schweiz) und Gastforscherin am CNIC geleitete Studie enthüllt einen wenig bekannten Aspekt dieser Zellstrukturen und ihre Wirkung auf die Herzregeneration.
Die in „Development Cell“ veröffentlichte Studie zeigt, dass eine Familie von Proteinen namens cox7a eine grundlegende Rolle beim Aufbau des CIV der mitochondrialen Atmungskette spielt. Der VIC ist für die Sauerstoffverwertung verantwortlich und für das ordnungsgemäße Funktionieren der Mitochondrien von entscheidender Bedeutung. Es ist daher für die Produktion zellulärer Energie unerlässlich.
Die Cox7a-Proteinfamilie besteht aus drei Mitgliedern: Cox7a1, Cox7a2 und Cox7a2l (auch SCAF1 genannt). Frühere Arbeiten beider Gruppen zeigten, dass das CIV bei der Bildung mit SCAF1 stark mit dem Komplex III der Atmungskette assoziiert war und respiratorische Superkomplexe oder Respirasomen bildete.
In diesen Studien postulierten sie, dass die anderen Mitglieder der Familie CIV erzeugen würden, das unassoziiert bleiben würde (Cox7a2) oder CIV, das Dimere bilden würde – eine Assoziation zweier identischer Proteinkomplexe – (Cox7a1). In dieser Studie wurde die Rolle von Cox7a1 bei der Bildung von VSD-Dimeren experimentell nachgewiesen.
Mithilfe des Zebrafischmodells beobachteten die Forscher, dass das Fehlen von cox7a1 die Bildung von Dimeren des CIV-Komplexes beeinflusst. Der Verlust dieser Dimere beeinflusste das Gewicht und die Schwimmfähigkeit der Fische.
„Cox7a1 wird hauptsächlich in Muskelzellen exprimiert und genau dieses Muskelgewebe war am stärksten von der Funktionsstörung von Cox7a1 betroffen. Ein weiterer Hauptmuskel ist das Myokard“, erklärt Enríquez. Am überraschendsten war jedoch die Feststellung, dass der Verlust von Cox7a1 im Herzen dieser Fische die Regenerationsreaktion des Herzens nach einer Herzverletzung verbesserte.
„Dieses Ergebnis zeigte die entscheidende Rolle dieser Proteine bei der Aktivierung der Erholungsfähigkeit des Herzens nach einer Schädigung“, erklärt Carolina García-Poyatos, Erstautorin der Studie. Die gemeinsame Studie zur Proteomik und Metabolomik im Skelettmuskel und Myokard von Fischen ohne COX7A1, die mit Enrique Calvo und Jesús Vázquez vom CNIC sowie mit Forschern der Universität Bern durchgeführt wurde, identifizierte signifikante Veränderungen, die auf eine durch induzierte metabolische Neuprogrammierung hinweisen das Fehlen von cox7a1.
„Diese Ergebnisse legen nahe, dass mitochondriale Aufbaumoleküle einen erheblichen Einfluss auf die Steuerung des Stoffwechsels haben könnten, was neue Wege für die Behandlung von Herzerkrankungen und anderen Stoffwechselerkrankungen eröffnen könnte“, sagt Mercader.
Die Forscher stellen fest, dass diese Entdeckung einen „bedeutenden Fortschritt im Verständnis der zellulären Mechanismen darstellt, die an der Herzregeneration beteiligt sind, und den Weg für die Entwicklung von Therapien zur Herzregeneration ebnen könnte.“ Daher kommen sie zu dem Schluss, dass mitochondriale Aufbaumoleküle einen großen Einfluss auf die Steuerung des Stoffwechsels haben können.
