Είναι γνωστά ως τα μικροσκοπικά «εργοστάσια ενέργειας» που βρίσκονται μέσα στα κύτταρά μας. Τα μιτοχόνδρια, όμως, φαίνεται ότι κάνουν πολλά περισσότερα από το να εξασφαλίζουν την ενέργεια που χρειάζεται ο οργανισμός για να λειτουργήσει. Νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι όταν ένα κύτταρο δέχεται βακτηριακή επίθεση μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή τους, ενεργοποιώντας μηχανισμούς που βοηθούν στην καταπολέμηση της λοίμωξης.
Η ανακάλυψη από τους ερευνητές του Πανεπιστημίου του Queensland, σε συνεργασία με επιστήμονες από την Ευρώπη, που δημοσιεύθηκε στο Science Immunology, προέρχεται από πειράματα σε ανθρώπινα και ζωικά κύτταρα.
Όταν τα μιτοχόνδρια «σπάνε» για να αμυνθούν
Τα μιτοχόνδρια δεν παραμένουν πάντα ίδια. Μπορούν να ενώνονται μεταξύ τους ή να χωρίζονται σε μικρότερα τμήματα, ανάλογα με τις ανάγκες του κυττάρου. Η δεύτερη διαδικασία ονομάζεται μιτοχονδριακή διαίρεση.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, όταν κύτταρα του ανοσοποιητικού μολύνθηκαν με το βακτήριο E. coli, τα μιτοχόνδριά τους άρχισαν να χωρίζονται σε περισσότερες μικρές μονάδες. Η αλλαγή αυτή ενίσχυσε την ικανότητα των κυττάρων να απομακρύνουν τα βακτήρια. Αντίθετα, όταν οι επιστήμονες εμπόδισαν τη συγκεκριμένη διαδικασία, περισσότερα βακτήρια παρέμειναν ζωντανά μέσα στα κύτταρα.
Το ίδιο βασικό μοτίβο παρατηρήθηκε τόσο στα κύτταρα των θηλαστικών όσο και στα κύτταρα του σκώληκα Caenorhabditis elegans (έναν μικροσκοπικό νηματώδη οργανισμό που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιολογική έρευνα). Αυτό υποδεικνύει ότι πρόκειται πιθανόν για έναν παλιό αμυντικό μηχανισμό, ο οποίος έχει διατηρηθεί κατά την εξέλιξη διαφορετικών οργανισμών.
Πώς ενισχύεται η άμυνα του κυττάρου
Η διαίρεση των μιτοχονδρίων φάνηκε να ενεργοποιεί δύο παράλληλες γραμμές άμυνας. Η πρώτη είναι μια αντίδραση που βοηθά το κύτταρο να διαχειριστεί την πίεση που προκαλεί η λοίμωξη. Η δεύτερη περιλαμβάνει τη δημιουργία λιπιδικών σταγονιδίων με αντιμικροβιακή δράση.
Τα σταγονίδια αυτά δεν αποτελούν απλώς αποθήκες λίπους. Προηγούμενη έρευνα της ίδιας επιστημονικής ομάδας είχε δείξει ότι μπορούν να μεταφέρουν αμυντικά μόρια κοντά στα σημεία όπου βρίσκονται τα βακτήρια και να συμμετέχουν άμεσα στην καταπολέμησή τους. Παράλληλα, ο οργανισμός φαίνεται να διαθέτει έναν μηχανισμό ελέγχου που περιορίζει την αντίδραση, ώστε η άμυνα να μην γίνει υπερβολική και διαταράξει τη λειτουργία του ίδιου του κυττάρου.
Το τέχνασμα της σαλμονέλας
Δεν αντιδρούν όλα τα βακτήρια με τον ίδιο τρόπο. Η μελέτη έδειξε ότι η σαλμονέλα μπορεί να παρεμβαίνει στη λειτουργία των μιτοχονδρίων και να καταστέλλει τη διαίρεσή τους. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργεί ευνοϊκότερες συνθήκες για να επιβιώσει μέσα στα ανοσοκύτταρα.
Οι ερευνητές δοκίμασαν τότε να μπλοκάρουν ένα ένζυμο που ονομάζεται HDAC6. Η παρέμβαση αποκατέστησε τη διαίρεση των μιτοχονδρίων, αύξησε την παραγωγή των αμυντικών σταγονιδίων και βοήθησε τα κύτταρα να απομακρύνουν αποτελεσματικότερα τη σαλμονέλα. Η προσέγγιση δοκιμάστηκε μόνο σε πειραματικά συστήματα και δεν γνωρίζουμε ακόμη αν θα είναι ασφαλής ή αποτελεσματική σε ασθενείς.
Νέα στρατηγική ενάντια στα «υπερβακτήρια»
Τα αντιβιοτικά στοχεύουν συνήθως απευθείας τα βακτήρια. Η νέα μελέτη εστιάζει σε μια διαφορετική δυνατότητα, προτρέποντας στην ενίσχυση των φυσικών αμυντικών μηχανισμών των κυττάρων, ώστε ο οργανισμός να μπορεί να καταπολεμά αποτελεσματικότερα τη λοίμωξη.
Μια τέτοια προσέγγιση θα μπορούσε στο μέλλον να λειτουργεί συμπληρωματικά στα αντιβιοτικά, ιδιαίτερα ενάντια στα ανθεκτικά βακτήρια. Χρειάζονται, ωστόσο, περισσότερες μελέτες για να διαπιστωθεί αν η παρέμβαση στα μιτοχόνδρια μπορεί να εξελιχθεί σε πραγματική θεραπεία.