Višak RNA može oslabiti proizvodnju energije u ćelijama, pokazala je nova studija

Istraživači sa Texas A&M University otkrili su dosad nepoznat način na koji prekomjerna količina RNA može naštetiti ćelijama — ometanjem mitohondrija, malih „elektrana“ zaduženih za proizvodnju energije. Studija je objavljena u časopisu PNAS, a rezultati, kako navodi tim, daju važnu novu perspektivu na bolesti povezane sa starenjem, virusne infekcije i terapije koje ciljaju ili koriste RNA.

RNA je jedna od najvažnijih molekula za pravilno funkcionisanje organizma. Njena glavna uloga je da informacije pohranjene u genima pretvori u proteine koji grade i održavaju ćelije. Zdrave ćelije pažljivo balansiraju proizvodnju i razgradnju RNA, ali taj balans mogu poremetiti virusne infekcije, starenje, određeni oblici raka i neurodegenerativne bolesti.

„Naučnici odavno znaju da razgradnja RNA pomaže u kontroli proizvodnje proteina i uklanjanju neispravne RNA“, rekao je Zhilong Yang, virolog sa College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) na Texas A&M University. „Naša studija otkriva još jednu važnu ulogu — pomaže ćelijama da očuvaju energiju potrebnu za normalno funkcionisanje.“

U laboratorijskim eksperimentima istraživači su ljudskim ćelijama dodali vakcinijski virus, prilagođavajući hemijske uslove kako bi potaknuli nakupljanje RNA. Daljnji eksperimenti uključivali su i direktan prijenos RNA bez infekcije — i to iRNK, koja stvara proteine, i dvostruku uzvojnicu RNA, koja je povezana s virusima i pokreće potencijalno štetne imunološke odgovore. Zdravlje mitohondrija praćeno je preko potrošnje kisika u ćelijama.

„Kada smo izolirali samo mitohondrije i dodali im RNA, i tada smo vidjeli oštećenje“, izjavio je Djamal Brahim Belhaouari sa VMBS-a. „To je bio trenutak kada smo shvatili da bi to mogao biti prethodno nepoznat ćelijski odgovor na RNA.“

Višak RNA povezan je sa smanjenom potrošnjom kisika i proizvodnjom energije u ćelijama, a reakcija je nastupila prije aktivacije imunološkog sistema, što upućuje na to da nije riječ o uobičajenom odbrambenom odgovoru organizma. Iako je dvostruka RNA ranije povezivana s oštećenjem ćelija, dotad ne i s mitohondrijima, uključivanje iRNK u nalaze sugeriše da višak ovih molekula uopšteno nije dobar za ćelije.

„iRNK je normalan sastojak naših ćelija, ali čini se da je, kao i kod mnogih dobrih stvari, njen višak problem za ćeliju“, rekao je Yang. „Kada se nakupi previše RNA, uključujući iRNK, to može oštetiti mitohondrije i poremetiti sposobnost ćelije da proizvodi energiju.“

Implikacije za vakcine i terapije

Jedna od hipoteza tima je da negativno nabijena RNA možda zastire oko mitohondrija i remeti električni balans neophodan za proizvodnju energije, iako način na koji se to dešava ostaje nepoznat. „To je nov koncept koji i dalje istražujemo“, naveo je Yang.

Sljedeći koraci istraživača jesut utvrđivanje zašto se to dešava i potvrda veze između viška RNA i opterećenja mitohondrija, kao i testiranje nalaza na živim organizmima.

Budući da se RNA zbog svoje uloge glasnika često koristi u vakcinama za stvaranje bezopasnog fragmenta virusa koji štiti od pravog virusa, nalazi bi s vremenom mogli pomoći da takve vakcine budu sigurnije i djelotvornije. Razvijaju se i RNA terapije usmjerene na napadanje ćelija, posebno ćelija raka, pa će i tada razumijevanje načina na koji RNA može preopteretiti mitohondrije biti od koristi.

„Razumijevanje ovog mehanizma moglo bi pomoći istraživačima da dizajniraju i poboljšaju buduće terapije i vakcine zasnovane na RNA, bolje razumijevajući kako ćelije odgovaraju na velike količine RNA“, zaključio je Yang.