Skip to main content
Publicerad: 2020-06-11 12:00 | Uppdaterad: 2020-06-11 12:28

Brist på mitokondrier orsakar allvarlig sjukdom hos barn

Studiens två förstaförfattare David Alsina (t v) och och Oleksandr Lytovchenko (t h) tillsammans med Nils-Göran Larsson, alla vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik.

Forskare vid Karolinska Institutet har upptäckt att överdriven nedbrytning av cellernas kraftverk, mitokondrier, spelar en viktig roll vid mitokondriesjukdomar hos barn. Dessa ärftliga metaboliska störningar kan resultera i allvarlig påverkan på bland annat hjärnans funktioner. Studien publiceras i EMBO Molecular Medicine.

Nils-Göran Larsson. Foto: Gustav Mårtensson

– Detta är en helt ny sjukdomsmekanism för mitokondriesjukdom som förhoppningsvis kan leda till nya behandlingar för drabbade patienter, säger Nils-Göran Larsson, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, som lett studien.

Mitokondriesjukdomar är ärftliga metaboliska störningar som drabbar cirka 1 av 4300 individer och orsakas av dysfunktionella mitokondrier. Mitokondrier är cellernas kraftverk och är avgörande för att omvandla energi från vår föda till energivaluta som driver cellens biokemiska funktioner. Föga förvånande är det organ med stort energibehov som främst påverkas hos drabbade patienter, såsom hjärna, hjärta, skelettmuskulatur, ögon och öron. Hos barn resulterar störningen ofta i allvarlig multisystemsjukdom och nedbrytning av nervceller.

Allvarliga konsekvenser

FBXL4 är en gen som är involverad i styrningen av mitokondriernas funktion, och mutationer i denna gen är en av de vanligaste orsakerna till mitokondriesjukdomar. FBXL4-mutationer har kopplats till encefalopati, en form av hjärndysfunktion som orsakar neurologiska besvär. Sjukdomen yttrar sig i nedsatt kognitiv funktion, utvecklingsregression, epileptiska anfall och andra typer av neurologiska besvär. Trots de allvarliga konsekvenserna av mutationer i FBXL4-genen hos människor saknas kunskap om funktionen hos proteinet som FBXL4 kodar för.

I den aktuella studien studerade forskare möss som saknar FBXL4 och kunde då visa att dessa möss får liknande besvär som patienter med FBXL4-mutationer. Den försämrade mitokondriefunktionen visade sig orsakas av ökad nedbrytning av mitokondrierna via en process som kallas autofagi.

För få mitokondrier i vävnaderna

I frånvaro av FBXL4 levereras mitokondrier oftare till lysosomen, cellens återvinningsstation som innehåller enzymer som bryter ned organiska föreningar. FBXL4 bromsar alltså nedbrytningen av mitokondrier. Patienter som saknar FBXL4 får därför för få mitokondrier i sina vävnader vilket leder till sjukdom.

– Ytterligare studier behövs för att utforska den terapeutiska potentialen för dessa fynd. Särskilt intressant att studera är om hämning av nedbrytningen av mitokondrier kan fungera som en ny behandlingsstrategi, säger Nils-Göran Larsson.

Illustration som visar hur frånvaron av FBXL4 leder till nedbrytning av mitokondrier, som i sin tur resulterar i minskad produktion av ATP (energi) och mitokondriesjukdom.
Frånvaron av FBXL4 leder till nedbrytning av mitokondrier, som i sin tur resulterar i minskad produktion av ATP (energi) och mitokondriesjukdom.

Studien finansierades av bland andra Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Europeiska forskningsrådet (ERC) och Cancerfonden, samt genom ALF-avtalet mellan staten och regionerna.

Publikation

”FBXL4 deficiency increases mitochondrial removal by autophagy”. David Alsina, Oleksandr Lytovchenko, Aleksandra Schab, Ilian Atanassov, Florian Schober, Min Jiang, Camilla Koolmeister, Anna Wedell, Robert W. Taylor, Anna Wredenberg, Nils-Göran Larsson. EMBO Molecular Medicine, online 11 juni 2020, doi: 10.15252/emmm.201911659.