Επιστήμονες από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang της Σιγκαπούρης (NTU Singapore) ανακάλυψαν πώς τα ανθρώπινα κύτταρα κατανέμουν και διατηρούν τα επίπεδα χοληστερόλης τους, βοηθώντας την έρευνα γύρω από τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, και τις καρδιαγγειακές παθήσεις.
Η διατήρηση φυσιολογικών επιπέδων χοληστερόλης στο κεντρικό νευρικό σύστημα είναι απαραίτητη για διάφορες διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης του εγκεφάλου και των καθημερινών λειτουργιών. Όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος περιέχουν χοληστερόλη, μια κηρώδη ουσία που μοιάζει με λίπος και τη χρησιμοποιούν για ζωτικές λειτουργίες του σώματος, όπως η κατασκευή νέων κυττάρων, η παραγωγή ορμονών και η παραγωγή ουσιών που βοηθούν στην καταπολέμηση των παθογόνων.
Τα κύτταρα του σώματός μας είτε παράγουν χοληστερόλη είτε την αποκτούν μέσω της διατροφής μας. Η διατήρηση των κατάλληλων επιπέδων και κατανομής της χοληστερόλης στα κύτταρα μας είναι ζωτικής σημασίας, καθώς μια αποτυχία μπορεί να οδηγήσει σε διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών προσβολών και της άνοιας.
Χρησιμοποιώντας έναν εξαιρετικά ευαίσθητο ανιχνευτή χοληστερόλης σε δοκιμές που αφορούν ανθρώπινα κύτταρα, η ερευνητική ομάδα αναγνώρισε τις βασικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη ρύθμιση και μεταφορά της χοληστερόλης εντός των κυττάρων -οι πρωτεΐνες ονομάζονται OSBP1, ORP92 και GRAMD1s. Η μελέτη παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με τους ακριβείς μηχανισμούς για τη διατήρηση της κατανομής της χοληστερόλης μέσα στα κύτταρα.
Ο επικεφαλής συγγραφέας, Αναπληρωτής Καθηγητής Yasunori Saheki, δήλωσε: «Τα ευρήματά μας ρίχνουν φως στους κρίσιμους μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από την κυτταρική κατανομή της χοληστερόλης και τις πιθανές επιπτώσεις για διάφορες παθήσεις. Προσφέρει κρίσιμες γνώσεις σχετικά με τους μηχανισμούς που διέπουν τη διατήρηση της κυτταρικής κατανομής της χοληστερόλης. Η μελέτη είναι ιδιαίτερης σημασίας καθώς οι διαταραχές αυτής της διαδικασίας έχουν συνδεθεί έντονα με ένα ευρύ φάσμα νευροεκφυλιστικών διαταραχών, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Αλτσχάιμερ.
Ενώ η χοληστερόλη είναι απαραίτητη για τα κύτταρά μας, οι μηχανισμοί που διέπουν τη διανομή της είναι από καιρό ένα μυστήριο. Η μελέτη βρήκε κρίσιμους ρυθμιστές της κατανομής της χοληστερόλης στα κύτταρά μας. Τα ευρήματα σηματοδοτούν ένα σημαντικό ορόσημο στη θεμελιώδη κυτταρική βιολογία. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications τον Σεπτέμβριο.
Μέσω της χρήσης ενός βιοαισθητήρα χοληστερόλης για τη μέτρηση των επιπέδων χοληστερόλης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι πρωτεΐνες ORP9 και OSBP ρυθμίζουν την κατανομή και την αφθονία της χοληστερόλης μέσα στο κύτταρο. Διαπίστωσαν πως όταν η ORP9 απενεργοποιείται, η OSBP γίνεται υπερκινητική, με αποτέλεσμα μια περίσσεια χοληστερόλης να μεταφέρεται σε άλλα μέρη του κυττάρου. Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι η πρωτεΐνη GRAMD1 ήταν υπεύθυνη για τη ρύθμιση της κατανομής της χοληστερόλης στο κύτταρο, καθώς παρατήρησε ότι κύτταρα χωρίς αυτή την πρωτεΐνη είχαν μια ανώμαλη κατανομή της χοληστερόλης σε κρίσιμα μέρη του κυττάρου.
Ο Saheki εξήγησε: «Μια συσσώρευση χοληστερόλης μέσα στα κύτταρα μπορεί να τα βλάψει διαταράσσοντας τις φυσιολογικές τους λειτουργίες. Η υπερβολική ποσότητα χοληστερόλης μέσα στα κύτταρα μπορεί επίσης να οδηγήσει στην οξείδωση της σε οξυστερόλες, που μπορεί να είναι τοξικές για τα κύτταρα. Όχι μόνο αυτό, η ρύθμιση της ποσότητας της χοληστερόλης είναι σημαντική καθώς επηρεάζει την ευελιξία και τη ρευστότητα των κυτταρικών μεμβρανών. Μια υγιής και χαμηλή ποσότητα χοληστερόλης τις διατηρεί εύκαμπτες και ρευστές, ενώ ένα υψηλότερο επίπεδο χοληστερόλης τις κάνει άκαμπτες και έχει συνδεθεί με ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και η άνοια. Στο καρδιαγγειακό σύστημα θα μπορούσε να οδηγήσει σε καρδιακές προσβολές».
Περισσότερες πληροφορίες: Tomoki Naito, Haoning Yang, Dylan Hong Zheng Koh, Divyanshu Mahajan, Lei Lu, Yasunori Saheki. Regulation of cellular cholesterol distribution via non-vesicular lipid transport at ER-Golgi contact sites. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-41213-w.
