Häkellyttävän monen taudin taustalta löytyy mitokondrioiden toimintahäiriö

Mitokondrioiden rakenne, toiminnat ja vaikutukset ihmisen terveyteen ovat yhä epäselviä, vaikka niiden tutkimus alkoi jo 1800-luvun loppupuolella. Tutkijat ympäri maailman yrittävät selvittää näitä kysymyksiä joka päivä – ja heidän joukossaan on Biotekniikan instituutin johtaja Howy Jacobs tutkimusryhmineen. He haluavat ymmärtää, miten mitokondriot toimivat toisten solurakenteiden kanssa pitääkseen yllä homeostaasia eli tasapainoa ja miten mitokondrioiden häiriöt aiheuttavat tauteja.

− Mitokondriot olivat alun perin bakteereja, jotka tunkeutuivat aikoinaan soluihin, ja niiden biologiaa tulee tarkastella tässä valossa. Ne toimivat osin itsenäisesti ja valmistavat itse osan tärkeimmistä rakenteistaan. Nämä proteiinit on koodattu mitokondrioiden omaan DNA:han, joka on perintö muinaisten bakteerien genomista. Meidän täytyy ymmärtää mitokondrioiden rakennetta, mikäli haluamme tulevaisuudessa korjata niiden häiriöitä, selittää Jacobs.

− Mitokondrioita kannattaa myös tutkia, jotta voimme oppia tuntemaan solun toiminnan ja evoluution perimmäisiä periaatteita. Tautien parantaminen ei ole ainoa näkökulma. Olen tietenkin erittäin tyytyväinen, että tutkimuksemme on muodostunut myös lääketieteellisesti merkittäväksi ja että se voi tulevaisuudessa johtaa uusiin hoitomuotoihin, Jacobs kertoo.

− Ainakin minulle tiede itsessään on koukuttavaa, ilmoittaa Jacobs.

VARAJÄRJESTELMÄ SUOJELEE SOLUJA MITOKONDRIOIDEN VAURIOILTA

Mitokondriot paljastavat selvästi salaisuuksiaan hyvin hitaasti, minkä todistaa jo se, että tutkimus jatkuu toista vuosisataa.

− Viimeisen vuosikymmenen ajan tutkimuksemme on keskittynyt eräänlaiseen ”varajärjestelmään”, joka on löydetty tiettyjen yksinkertaisten eliöiden mitokondrioista, mutta joka on evoluution myötä kadonnut monimutkaisemmista organismeista, kuten ihmisistä ja banaanikärpäsistä. Varajärjestelmä alkaa toimia, kun mitokondrioiden normaali energiaa tuottava systeemi ylikuormittuu tai vaurioituu. Tämä suojelee solua vikaantuneen ”moottorin” aiheuttamilta vaurioilta. Mitokondrioita voidaankin verrata auton moottoriin, sillä ne käyttävät polttoainetta (ruokamolekyylejä) tuottaakseen energiaa sellaisessa muodossa, että se voi tukea elämän vaatimia prosesseja. Viallinen moottori tuottaa vähemmän energiaa ja kehittää myrkyllisiä sivutuotteita, kun polttoaine ei pala kunnolla. Mitokondriot toimivat samankaltaisesti, Jacobs selittää.

Jacobsin ryhmä on onnistunut siirtämään ”varajärjestelmän” yksinkertaisempien eliöiden mitokondrioista ihmisen soluihin ja osoittamaan, että se suojelee soluja tautien rasitukselta ja jopa syanidin tapaisilta tappavilta myrkyiltä, jotka vaurioittavat mitokondrioita.  

– Tätä voidaan käyttää hyväksi lääketieteessä jo tulevan vuosikymmenen aikana. Osittain työmme keskittyy yhä mitokondrioiden sisäisiin perustoimintoihin. Ja vastaan tulee aina uusia yllätyksiä, jotka toisinaan liittyvät aiheisiin, jotka ovat jääneet huomiotta tai joita ei ole voitu tutkia ennen uusien työkalujen kehittämistä, kertoo Jacobs.

Yksi esimerkki tästä on Jacobsin yhteistyöprojekti, jossa hän yrittää pariisilaisen tutkimusryhmän kanssa mitata mitokondrion todellista toimintalämpötilaa.

RADIKAALIA TIEDETTÄ

Tutkijat joutuvat tulevaisuudessa vastaamaan tärkeään kysymykseen siitä, kuinka pitkälle he ovat valmiita menemään käyttäessään geneettistä tietoa taistelussa tauteja vastaan.  

– Ihmisen genomi on tähän saakka ollut pyhä. Sen muuntelua suoraan tai pysyvästi on pidetty epäeettisenä. Olemme kuitenkin lähestymässä hetkeä, jolloin meillä on mahdollisuus ehkäistä tauteja tai peruuttaa niiden eteneminen muuttamalla genomia, Jacobs ennustaa.

– Tästä seuraa tietenkin suuria eettisiä ongelmia, hän toteaa.

Onko eettistä tehdä ”parannuksia” luonnollisesti kehittyneisiin järjestelmiin, varsinkin jos emme voi täysin ennustaa kaikkia seuraamuksia?  Ja onko toisaalta eettistä olla käyttämättä tekniikoita, jotka voivat pelastaa ihmishenkiä ja vähentää kärsimystä?