När lysosomer, organceller som tar hand om en cells skräp, börjar läcka kan det bli farligt. Giftigt avfall riskerar att sprida sig och skada cellen och nu har forskare upptäckt hur det går till när kroppen larmar om små hål i lysosomernas membran så att de kan repareras. Att de repareras är avgörande för att förebygga inflammation, celldöd och sjukdomar som Alzheimer.
Lysosomer är cellens återvinningsstationer som tar hand om cellens skräp och omvandlar det till byggstenar som kan användas igen. Lysosomernas membran* utsätts ofta för stress från patogener, proteiner och metaboliska biprodukter. Skador kan leda till att giftigt innehåll läcker ut vilket kan orsaka inflammation och att cellen dör.
Fram till nu har mekanismen för hur celler upptäcker dessa små membranskador varit okänd, men i en nyligen publicerad studie från Umeå universitet hittat en signalväg som aktiveras som svar på lysosomal skada. Denna upptäckt lade grunden för att förstå hur cellen känner av membranskador.
Tagit forskningen vidare upptäckte – sensorerna vid lysosomskada
Nu har forskare vid samma universitet tagit steget vidare. Genom en kombination av levande cellavbildning, genetiska knockout-modeller, avancerad mikroskopi och funktionella reparationsanalyser har de kartlagt händelseförloppet efter en kontrollerad lysosomskada.
Resultat blev en upptäckt av två autofagi-proteinkomplex som utgör de länge eftersökta sensorerna vid lysosom-skada, alltså de som ”larmar” och ser till att hål reparers.
– De reagerar och förflyttas snabbt till skadade membran vid läckage av protoner eller kalcium och initierar det reparationssystem som tätar hålet. Vi kunde se att utan dessa två nyckelproteiner misslyckas cellen med reparationen, vilket gör att lysosomen spricker, säger Yaowen Wu, professor vid Kemiska institutionen på Umeå universitet, i ett pressmeddelande.
Studiens resultat gäller flera olika typer av celler och visar på samma underliggande mekanism hos dem.
*Membran är en tunn skiljevägg eller hinna
Nästa steg i forskningen
Upptäckten ger en ny förståelse och öppnar för nya behandlingsstrategier mot sjukdomar där lysosomskador spelar en central roll.
– I fortsatta studier ska vi undersöka kopplingar till neurodegeneration, infektioner och inflammation, säger Yaowen Wu.
– Det är livsviktigt att lysosomens innehåll stannar där det hör hemma. Om vi förstår varför läckor ibland inte upptäcks kan vi också förstå varför celler dör vid neurodegenerativa sjukdomar, tillägger Dale Corkery, forskare vid Kemiska institutionen på Umeå universitet.
Vetenskaplig artikel:
The ATG8 E3-like ligases sense lysosomal damage and initiate ESCRT-mediated membrane repair, EMBO Journal.
