Mitochondriën — de piepkleine energiecentrales van de cel — leveren tegelijkertijd energie en verzamelen mutaties in hun eigen DNA, die na verloop van tijd de werking van het hele organisme verstoren. Onderzoekers van UCLA en Caltech hebben een manier gevonden om juist de beschadigde kopieën van dit DNA selectief te verwijderen en zo de natuurlijke opruimmechanismen van de cel te versterken.
De ophoping van mutaties in mitochondriaal DNA wordt in verband gebracht met de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer, hartafwijkingen en een algemeen verlies van kracht op oudere leeftijd. Geërfde defecten veroorzaken ernstige kinderziekten. De wetenschappers stelden zich ten doel niet elke ziekte afzonderlijk te behandelen, maar het aandeel beschadigd mitochondriaal DNA in de cellen te verkleinen om zo het verouderingsproces zelf af te remmen.
Centraal in het werk staat een model met fruitvliegjes Drosophila, ontwikkeld door de laboratoria van Ming Guo van UCLA en Bruce Hay van Caltech. In dit modelorganisme slaagde men erin autofagie te activeren — een proces waarbij de cel haar eigen beschadigde onderdelen ‘opeet’ en verwerkt. Daardoor wist men tot 95 procent mutant mitochondriaal DNA te verwijderen. Activering van routes die verband houden met bescherming tegen de ziekte van Parkinson gaf een vergelijkbaar effect.
Belangrijk is dat het opruimproces al in de cel bestaat, maar onvoldoende effectief werkt. De wetenschappers hebben het slechts versterkt, zonder vreemde stoffen toe te voegen. Dat onderscheidt de aanpak van pogingen om mitochondria volledig te vervangen of DNA rechtstreeks te bewerken. Alle gegevens zijn echter verkregen bij vliegjes, en het overbrengen van de resultaten naar de mens vereist aanvullend onderzoek.
Stelt u zich een cel voor als een woning waar de oude lampen geleidelijk zwakker worden en knipperen. In plaats van de hele bedrading te vervangen, versterkt de bewoner het werk van de schoonmaker, die zelf alleen de defecte lampen opspoort en weggooit. Precies zo ziet de activering van autofagie in het experiment eruit: de cel ruimt het afval zelf op als ze een beetje hulp krijgt.
Het onderzoek is in 2016 gepubliceerd in Nature Communications en werd gefinancierd door de National Institutes of Health van de Verenigde Staten, de Kenneth Glenn Family Foundation en de Ellison Medical Foundation. De auteurs hebben geen belangenconflicten gemeld. De plannen voor de toekomst zijn het zoeken naar geneesmiddelen die dit effect nabootsen en het testen op andere modellen.
Het werk laat zien dat veroudering ten dele kan worden beschouwd als een geleidelijke ophoping van cellulair afval, die in principe beheersbaar is door de eigen kwaliteitssystemen van de cel te versterken.
