Perché quasi 1 milione di persone che assumono le statine per abbassare il colesterolo spesso esperienza di crampi muscolari? Perché è che in rari casi in cui un diabetico prende farmaci per i vermi intestinali, i suoi livelli di glucosio migliorare? Vi è alcuna base scientifica per gli effetti sulla salute pretesa di tè verde?
Una nuova sostanza chimica toolkit offre la prima spiegazione clinica per questi ed altri misteri fisiologici. Le risposte, a quanto pare, tutti si riducono a mitocondri, gli organelli piccoli galleggianti intorno nel citoplasma cellulare, spesso descritto come batterie della cellula.
Un gruppo di ricerca condotto dalla Harvard Medical School e professore assistente di Broad Institute membro associato Vamsi Mootha ha sviluppato un kit di strumenti che isola cinque aspetti primari della funzione mitocondriale e analizza come singoli farmaci influenzano ciascuna di queste aree. Questi risultati sono pubblicati on-line 24 febbraio in Nature Biotechnology.
Nel corso degli ultimi decenni, i mitocondri sono sempre stato inteso come un fattore determinante per la salute cellulare. D'altra parte, la disfunzione mitocondriale può portare a molte malattie neurodegenerative e le malattie metaboliche come il diabete. Dal momento che i mitocondri sono responsabili per trasformare il cibo che mangiamo in energia che guida i nostri corpi, le connessioni questi e altri sono logiche. Tuttavia, non è stato ancora un metodo sistematico per interrogare a fondo tutti gli aspetti dell'attività mitocondriale.
"Storicamente, la maggior parte degli studi sui mitocondri sono stati fatti da isolandoli dal loro ambiente normale", dice Mootha, che è anche membro del Centro per la ricerca genetica al Massachusetts General Hospital. "Abbiamo voluto analizzare mitocondri nel contesto delle cellule intatte, che poi ci danno un quadro di come i mitocondri si riferiscono a loro ambiente naturale. Per fare questo abbiamo creato un compendio di screening che potrebbe poi essere estratte con calcolo. "
Al fine di analizzare a fondo questi organelli, Mootha e il suo team concentrato su cinque caratteristiche fondamentali dell'attività di mitocondri, guardando a come una libreria di composti chimici 2.500 colpite mitocondriale sottoprodotti tossici (come tutte le "fabbriche di prodotti chimici" produrre mitocondri propri rifiuti tossici), livelli di energia, velocità con cui le sostanze passano attraverso questi organelli, potenziale di membrana, e l'espressione dei principali geni mitocondriali e nucleari. (I mitocondri contengono proprio genoma, costituito da circa 37 geni negli esseri umani.)
"E 'come prendere l'auto in un motore di diagnosi", spiega Mootha. "Il meccanico si sonda la batteria, il sistema di scarico, la cinghia della ventola, ecc, e di conseguenza sarà quindi produrre un read-out per l'intero sistema. Questo è analogo a quello che abbiamo fatto. "
Come risultato di queste indagini, Mootha e il suo gruppo ha prodotto tre risultati principali.
In primo luogo, il team ha scoperto un percorso attraverso il quale i mitocondri e comunicare genoma nucleare della cellula con l'altro. Hanno trovato questa scoprendo che alcuni farmaci effettivamente rotto la comunicazione tra i due genomi. Con il reverse engineering effetti tossici dei farmaci ', possono essere in grado di ricostruire la normale funzionalità.