ในเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบนของหนู ออร์แกเนลล์ของเซลล์ก่อตัวเป็นวงและสลายตัว
การทำลายตัวเองของไมโตคอนเดรียที่ค้นพบใหม่อาจทำให้เซลล์สมองบางส่วนเสี่ยงต่อ ALS หรือที่เรียกว่าโรคของ Lou Gehrig ในหนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อพัฒนารูปแบบของโรคเส้นประสาทเสื่อมบางรูปแบบที่คล้ายกับเส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic ออร์แกเนลล์ที่สร้างพลังงานที่เรียกว่าไมโตคอนเดรียดูเหมือนจะสลายตัวเองโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากทีมทำลายเซลล์ตามปกติ
นักวิจัยรายงาน ว่าการทำลายตัวเองของโรงไฟฟ้าประเภทนี้พบได้ในเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน เซลล์ประสาทสมองที่ช่วยกระตุ้นและควบคุมการเคลื่อนไหว แต่ไม่พบในเซลล์ใกล้เคียง นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายนที่Frontier in Cellular Neuroscience การตายของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบนนั้นเป็นจุดเด่นของ ALS และไมโตคอนเดรียที่ทำลายตัวเองอาจเป็นขั้นตอนแรกที่ทำให้เซลล์เหล่านั้นตายได้ในภายหลัง
Pembe Hande Özdinler นักประสาทวิทยาด้านเซลล์ที่ Northwestern University Feinberg School of Medicine ในชิคาโก และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ขนานนามการละลายของไมโตคอนเดรียว่า “mitoautophagy” เป็นกระบวนการที่แตกต่างจาก mitophagy ซึ่งเป็นวิธีปกติที่โครงสร้างเซลล์ที่เรียกว่า autophagosomes และ lysosomes จะขจัด mitochondria ที่เสียหายออกจากเซลล์ Özdinler กล่าว
โดยปกติ การกำจัดไมโตคอนเดรียที่เก่าหรือที่เสียหายออกเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเซลล์ในการมีสุขภาพที่ดี เมื่อไมโตคอนเดรียได้รับความเสียหายมากเกินไป พวกมันอาจทำให้เซลล์ทั้งเซลล์ตายตามโปรแกรม หรือที่เรียกว่าอะพอ พโทซิ ส ( SN: 8/9/18 )
ทีมของ Özdinler ค้นพบสิ่งที่เธออธิบายว่าเป็นไมโตคอนเดรียที่ “อึดอัด” ในภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบนจากหนูอายุ 15 วัน หนูที่ไม่ได้หย่านมเหล่านี้เทียบเท่ากับวัยรุ่นของมนุษย์ Özdinler กล่าว โดยทั่วไป ALS จะไม่หยุดทำงานจนกว่าคนจะอายุ 40 ถึง 70 ปี แต่เมื่อถึงเวลาที่มีอาการ เซลล์ประสาทสั่งการได้รับความเสียหาย ดังนั้นกลุ่มของออซดินเลอร์จึงมองไปที่หนูตัวน้อยเพื่อจับสัญญาณแรกสุดของโรค
หนูในการศึกษานี้มีรูปแบบของโรคคล้าย ALS ที่เกิดจากการสร้างโปรตีนผิดปกติหนึ่งในสามชนิด ได้แก่ SOD1, profilin หรือ TDP-43 เฉพาะหนูที่มี TDP-43 หรือโปรตีนโพรฟิลินผิดปกติเท่านั้นที่มีไมโตคอนเดรียที่แยกส่วนออก ไมโตคอนเดรียในสัตว์ฟันแทะที่มี SOD1 ผิดพลาด ปฏิบัติตามเส้นทางการกำจัดตามปกติ
แม้แต่ในหนู TDP-43 ที่อายุน้อยมาก ไมโทคอนเดรียในเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบนก็ดูแปลกและ “ไม่แข็งแรงเกินไป” Özdinler กล่าว “หลังจากที่เราวิเคราะห์เซลล์มากกว่า 200 เซลล์ที่มีไมโตคอนเดรียนับพันอย่างเป็นระบบ เราก็ได้รูปแบบ”
นักวิจัยเสนอว่าไมโตคอนเดรียดำเนินไปตามระยะต่างๆ ของการเสื่อมสภาพ
อย่างแรก ไมโทคอนเดรียนจะยืดออก “บางอันยาวมาก อย่างที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน” Özdinler กล่าว แล้วดัดเป็นรูปตัว U ปลายของ U มาบรรจบกันและหลอมรวมออร์แกเนลล์ให้เป็นโครงสร้างคล้ายวงแหวน จากนั้นส่วนด้านในของแหวนจะสลายตัว ตามด้วยส่วนนอกของวงแหวน
“มันกินเอง. นั่นเป็นเหตุผลที่เราพูดว่า ‘นี่ไม่ใช่เรื่องปกติ สิ่งนี้เราไม่เคยเห็นมาก่อน’” Özdinler กล่าว ไมโตคอนเดรียที่กินตัวเองอาจทำให้เซลล์ประสาทสั่งการส่วนบนเสี่ยงต่อ ALS มากขึ้นในชีวิต รายละเอียดของช่องโหว่นั้นยังไม่ได้รับการแก้ไข นักวิจัยคนอื่นๆ ที่ศึกษาบทบาทของไมโตคอนเดรียต่อสุขภาพและโรคยังไม่เชื่อว่าทีมของออซดินเลอร์ได้ค้นพบการตายของไมโตคอนเดรียรูปแบบใหม่
Evandro Fang เป็นนักอายุรศาสตร์ระดับโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยออสโล ซึ่งศึกษาว่าไมโตคอนเดรียมีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคชราและโรคทางระบบประสาทอย่างไร เขากล่าวว่าภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบคงที่แบบสองมิติในการศึกษานี้อาจทำให้เข้าใจผิดว่าเกิดอะไรขึ้น การเฝ้าดูสิ่งที่เกิดขึ้นกับไมโตคอนเดรียตัวเดียวเมื่อเวลาผ่านไปและการตรวจสอบออร์แกเนลล์ในแบบสามมิติจะทำให้ได้ภาพที่เต็มอิ่มยิ่งขึ้น เขากล่าว และกลุ่มของออซดินเลอร์ไม่ได้อธิบายกลไกระดับโมเลกุลที่จะทำให้ไมโตคอนเดรียละลายตัวเอง เขากล่าว “เราไม่ควรตัดสินว่าถูกหรือผิดในขั้นตอนนี้ เพราะมันเป็นเพียงเบื้องต้นเกินไป” ฟางกล่าว
Wen-Xing Ding นักชีววิทยาด้านเซลล์จากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยแคนซัสในแคนซัสซิตี้กล่าว Ding ได้เห็น mitochondria ป่วยในรูปแบบที่เขาเรียกว่า mitochondrial spheroids ซึ่งชวนให้นึกถึงรายงานของกลุ่ม Özdinler แต่เขาและกลุ่มของออซดินเลอร์ไม่มีข้อมูลเชิงปริมาณที่แสดงให้เห็นว่าโปรตีนไมโตคอนเดรีย ดีเอ็นเอ และส่วนประกอบอื่นๆ ถูกล้างออกจากเซลล์จริงๆ เขากล่าว
ไมโทคอนเดรียมีเอ็นไซม์บางชนิดที่สามารถสลายโปรตีนได้ แต่ติงไม่คิดว่าเอ็นไซม์เหล่านั้นสามารถย่อยออร์แกเนลล์ทั้งหมดได้หากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากกลไกของเซลล์อื่นๆ อย่างไรก็ตาม อาจมีบางอย่างผิดปกติเกิดขึ้นกับไมโตคอนเดรียในบางเซลล์ เขากล่าว “นี่เป็นโครงสร้างไมโตคอนเดรียแบบใหม่” เขากล่าว “ไม่ว่าจะเป็นวิธีใหม่ในการกำจัดไมโตคอนเดรียหรือไม่ ฉันเชื่อ แต่เรายังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนในขณะนี้”
