Otkriven je novi dio ljudske stanice koji dosad nismo poznavali

Tijekom istraživanja na Sveučilištu u Virginiji, znanstvenici su otkrili mikroskopsku strukturu unutar stanica sisavaca koja je dosad prolazila neopaženo. Nazvana hemifuzom, ova sićušna organela mogla bi promijeniti naše razumijevanje kako stanice čiste, recikliraju i organiziraju unutarnje procese — i potencijalno otvoriti put prema novim terapijama za neurodegenerativne bolesti poput Alzheimerove.

Manje od mitohondrija, a ključne za reciklažu

Većina nas još iz škole pamti osnovne dijelove stanice — jezgru, mitohondrije, Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum. No hemifuzomi su do sada ostali skriveni, i to ne zato što ne postoje, već zato što su toliko mali da su se lako mogli zamijeniti za pozadinski šum u mikroskopskim slikama.

Hemifuzom je sastavljena od dvije vezikule — membranskih mjehurića ispunjenih tekućinom — koje su spojene procesom nazvanim hemifuzija. U toj fazi, vanjski slojevi dviju membrana se spajaju, dok unutarnji ostaju razdvojeni, stvarajući strukturu nalik polukugli koja je čvrsto spojena uz veću vezikulu. Te se vezikule ponekad nalaze na vanjskoj površini hemifuzoma, a ponekad u njegovoj unutrašnjosti.

Točna funkcija još uvijek se istražuje, no sve ukazuje na to da hemifuzomi imaju ulogu u stvaranju novih vezikula koje prenose tvari unutar stanice. Drugim riječima, mogli bi biti ključni u transportu i razgradnji staničnog “otpada”.

Napredna tehnologija otkriva nevidljivo

Otkriveni su pomoću kriogene elektronske tomografije (cryo-ET), tehnike koja omogućuje promatranje stanica u gotovo prirodnom stanju, ali na ekstremno niskim temperaturama. Stanice se najprije brzo zamrznu, čime se zadržava njihova unutarnja struktura, a zatim se snimaju elektronskim mikroskopom. Višestruke 2D snimke prikupljene brzim kamerama naknadno se spajaju u trodimenzionalne prikaze pomoću računalnih algoritama.

Biofizičarka Seham Ebrahim, koja je vodila istraživanje, u radu objavljenom u časopisu Nature Communications navodi da su hemifuzomi uočeni u četiri različite stanične linije, uključujući stanice različitih vrsta i tkiva. To sugerira da se ova organela vjerojatno pojavljuje širom biološkog spektra, a ne samo u specijaliziranim stanicama.

Usporedba s endosomima nije pokazala povezanost

Istraživači su željeli ispitati postoji li veza između hemifuzoma i endosoma — vezikula koje unose vanjske tvari u stanicu kroz proces endocitoze. Taj mehanizam uključuje uvlačenje plazmatske membrane oko tvari iz vanjske okoline, čime nastaje vezikula koja prenosi sadržaj u citoplazmu.

Međutim, detaljna analiza nije pokazala nikakvu funkcionalnu povezanost između endosoma i hemifuzoma. Iako dijele sličan morfološki okvir i uključeni su u prijenos materijala, čini se da djeluju neovisno, što dodatno potvrđuje jedinstvenu ulogu hemifuzoma u staničnoj dinamici.

Ključni za razgradnju oštećenih proteina?

Jedan od najvažnijih aspekata ovog otkrića je mogućnost da hemifuzomi sudjeluju u prepoznavanju, prikupljanju i recikliranju oštećenih ili nepotrebnih proteina. Nakupljanje proteinskih agregata u živčanom tkivu već je dugo poznato kao jedan od glavnih uzroka i faktora progresije neurodegenerativnih bolesti poput demencije i Alzheimerove bolesti.

Ako hemifuzomi doista igraju aktivnu ulogu u uklanjanju tog “otpada”, njihovo detaljnije razumijevanje moglo bi pomoći u razvoju terapija koje ciljaju upravo te procese.

Ebrahim i njezin tim planiraju dodatna istraživanja kako bi utvrdili pojavljuju li se hemifuzomi i u drugim dijelovima stanice, a ne samo na njenoj periferiji. Poseban naglasak stavljen je na razotkrivanje molekularnih mehanizama koji upravljaju nastankom, stabilnošću i funkcijom tih struktura.

Ako se potvrdi da hemifuzomi doista imaju ključnu ulogu u staničnoj fiziologiji, njihovo otkriće neće samo dopuniti udžbenike biologije, već bi moglo utjecati i na biomedicinu, neurologiju i razvoj lijekova.