Hücreler Enerji Santrallerini Nasıl Onarıyor?

Heinrich-Heine Üniversitesi Düsseldorf’un yeni çalışması, hücrelerin hasarlı mitokondri DNA’sını (mtDNA) nasıl temizlediğini ortaya koyuyor. Retromer protein kompleksi ve lizozomlar, hasarlı genetik materyali ortadan kaldıran özel bir geri dönüşüm sistemi oluşturuyor. Bu mekanizma, Parkinson, Alzheimer ve diyabet gibi hastalıkların önlenmesinde kritik olabilir. Bulgular, mitokondri sağlığını koruyarak yaşlanma ve hastalıklara karşı yeni tedavi yolları sunuyor.

Mitokondri Sağlığının Önemi

Mitokondriler, hücrelerin “enerji santralleri” olarak bilinir ve hücrelerin enerji üretiminde kritik bir rol oynar. Ancak, mitokondri DNA’sındaki (mtDNA) hasarlar, Parkinson, Alzheimer, amyotrofik lateral skleroz (ALS), kalp-damar hastalıkları ve tip 2 diyabet gibi ciddi hastalıklara yol açabilir. Ayrıca, bu hasarlar yaşlanma sürecini hızlandırır. Neyse ki, hücreler genellikle bu hasarları tespit etme ve tepki verme yeteneğine sahiptir.

Heinrich-Heine Üniversitesi Düsseldorf (HHU) ve Köln Üniversitesi ile Köln Moleküler Tıp Merkezi (CMMC) iş birliğiyle yürütülen bir çalışma, hücrelerin mitokondrileri koruyan ve onaran bir mekanizmasını keşfetti. Science Advances dergisinde yayımlanan bu çalışma, mtDNA hasarını ortadan kaldıran özel bir geri dönüşüm sistemi tanımlıyor.

Geri Dönüşüm Sistemi: Retromer ve Lizozomlar

HHU Biyokimya ve Moleküler Biyoloji I Enstitüsü’nden Prof. Dr. David Pla-Martín liderliğindeki araştırma ekibi, hücrelerin mtDNA hasarını algıladığında retromer protein kompleksi ve lizozomları içeren bir mekanizmayı aktive ettiğini buldu. Lizozomlar, sindirim enzimleri içeren hücre organelleridir ve bir tür hücresel geri dönüşüm merkezi gibi çalışır.

Bu sistem, hasarlı genetik materyali ortadan kaldırarak hatalı mtDNA birikimini önler. Böylece hücre sağlığı korunur ve hastalıkların gelişimi engellenebilir. Prof. Pla-Martín, “Mitokondri sağlığı için kritik olan, daha önce bilinmeyen bir hücresel yol tanımladık. Bu mekanizma, mitokondri hasarının Parkinson ve Alzheimer gibi hastalıkları nasıl tetikleyebileceğini açıklıyor. Bu bilgi, önleyici tedaviler geliştirmek için temel oluşturabilir,” diyor.

Meyve Sinekleriyle Doğrulama

Çalışma, Köln Üniversitesi’nden hücre biyoloğu Dr. Parisa Kakanj ile iş birliği içinde meyve sinekleri (Drosophila) kullanılarak doğrulandı. CEPLAS Mükemmeliyet Kümesi üyesi olan Dr. Kakanj, retromer kompleksinin, özellikle VPS35 proteininin aktivitesinin artırılmasıyla hasarlı mtDNA’nın çok daha hızlı temizlendiğini ve mitokondri fonksiyonlarının önemli ölçüde iyileştiğini gösterdi.

Dr. Kakanj, “Meyve sineklerini kullanmak, insan hücrelerindeki ilk bulgularımızı doğrulamamızı ve mitokondri sağlığında net iyileşmeler gözlemlememizi sağladı. Bu, mitokondri hastalıkları ve yaşa bağlı durumlar için heyecan verici tedavi stratejileri sunuyor,” diyor.

Gelecekteki Tedavi Potansiyeli

Bu keşif, mitokondri sağlığını koruyarak hastalıkları önleme ve yaşlanmayı yavaşlatma potansiyeline sahip. Retromer ve lizozom temelli mekanizmalar, mitokondriyel hastalıkların tedavisinde yeni hedefler sunabilir. Araştırmacılar, bu yolun manipüle edilmesiyle hücrelerin kendi kendini onarma kapasitesinin artırılabileceğini düşünüyor.

Çalışma, mitokondri hasarının hastalıklarla ilişkisini daha iyi anlamak ve buna yönelik önleyici tedaviler geliştirmek için önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.

Yayın Tarihi ve Kaynak: Çalışma, 4 Nisan 2025 tarihinde Science Advances dergisinde yayınlandı.
Referans: Parisa Kakanj ve diğerleri, “Retromer promotes the lysosomal turnover of mtDNA,” Science Advances, 2025; 11 (14) DOI: 10.1126/sciadv.adr6415.