O enigmă rezolvată după 50 de ani: cum pătrunde piruvatul în mitocondrii și de ce contează acest lucru

Autor: Racheriu Dragoș, licențiat în medicină

La cinci decenii după ce existența unui transportor mitocondrial pentru piruvat a fost propusă, cercetătorii de la University of Cambridge, în cadrul MRC Mitochondrial Biology Unit, au elucidat în sfârșit structura și mecanismul exact de funcționare al acestei „mașinării moleculare”. Studiul, publicat în aprilie 2025 în revista Science Advances, deschide noi perspective pentru tratamentele bolilor metabolice, oncologice și neurodegenerative.

Context

Piruvatul este un metabolit-cheie rezultat din degradarea glucozei în celule. Pentru a genera ATP – combustibilul celular, acest compus trebuie transportat din citoplasmă în mitocondrii, „uzinele energetice” ale celulei. Deși transportul piruvatului în mitocondrie este esențial pentru respirația celulară, mecanismul exact al acestui proces nu fusese până acum complet înțeles.

Transportorul, cunoscut drept mitochondrial pyruvate carrier (MPC), a fost observat în premieră la nivel atomic cu ajutorul criomicroscopiei electronice, o tehnică ce permite vizualizarea structurilor biologice la o magnificație de peste 165.000 de ori.

Despre studiu

Echipa coordonată de Dr. Sotiria Tavoulari și profesorul Edmund Kunji a descoperit că MPC funcționează precum o ecluză de canal la scară moleculară:

Membrana externă mitocondrială este poroasă, iar piruvatul o traversează ușor.
Membrana internă, însă, este impermeabilă – motiv pentru care MPC acționează ca un sistem în două etape:
- Inițial, o „poartă” externă se deschide, permițând piruvatului să pătrundă în transportor;
- Apoi, această poartă se închide, iar o „poartă” internă se deschide, eliberând molecula în matricea mitocondrială.

Această descoperire nu este doar una teoretică, ci are implicații clinice directe.

Implicații terapeutice

Deoarece MPC controlează un punct esențial al metabolismului energetic, blocarea sau modularea sa poate fi utilizată terapeutic în mai multe afecțiuni:

1. Boli metabolice
În steatoza hepatică (ficat gras), inhibarea MPC forțează organismul să utilizeze grăsimile stocate, contribuind la reducerea acumulării lipidice în ficat.

2. Cancer
Anumite tipuri de tumori, precum cancerul de prostată, prezintă dependență crescută de piruvat. Aceste celule tumorale exprimă în exces MPC pentru a-și susține cerințele energetice. Inhibarea MPC ar putea înfometa aceste celule, blocând creșterea tumorală.

3. Alopecie (căderea părului)
Inhibarea MPC poate stimula activarea celulelor foliculare prin redirecționarea metabolismului către formarea de lactat, susținând regenerarea foliculară.

„Aceste transportoare moleculare sunt puncte de control esențiale. Putem literalmente introduce o pană moleculară în acest mecanism și modifica metabolismul mitocondrial într-un mod favorabil pentru tratament,” a declarat profesorul Kunji.

Vizualizarea moleculară și designul de medicamente

Studiul demonstrează și modul în care anumite medicamente pot inhiba MPC, oferind un cadru pentru dezvoltarea de terapii țintite, bazate pe structura transportorului. Cercetătorii au vizualizat cum compușii se leagă exact în interiorul transportorului, ceea ce permite optimizarea inhibitorilor existenți sau descoperirea unora noi, cu mai puține efecte secundare și eficiență crescută.

Concluzii

Studiul echipei de la Cambridge rezolvă o enigmă biochimică veche de 50 de ani și demonstrează că înțelegerea detaliată a mecanismelor celulare poate transforma medicina. Mitochondrial pyruvate carrier nu este doar un element al metabolismului, ci o țintă strategică pentru tratamente personalizate, într-o gamă largă de afecțiuni.

Data actualizare: 21-04-2025 | creare: 21-04-2025 | Vizite: 316

Bibliografie

Molecular basis of pyruvate transport and inhibition of the human mitochondrial pyruvate carrier.
Science Advances, 2025; 11 (16)
DOI: 10.1126/sciadv.adw1489

Image by DC Studio on Freepik

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Monitorizarea expunerii la soare cu ajutorul unui senzor pe suport de hârtie

Pentru că timpul permis de expunere depinde de numeroși factori, o echipă de cercetători australieni a dezvolt...

A fost descoperită o nouă metodă de administrare a medicamentelor la ținte specifice

O echipă de fizicieni de la McMaster University a dezvoltat un proces de modificare a globulelor roșii, astfel î...

IQbuds - căștile inteligente te ajută să selectezi sunetele din mediu pe care vrei să le auzi

Căștile care te protejează de zgomotul de fundal, ajutându-te să te concentrezi doar asupra muzicii pe care o ...

Datele colectate de la dispozitivele portabile pot indica probleme de sănătate ale pacientului
Plasturele care accelerează vindecarea și reduce cicatricile
Tehnologia psihosensorială aplicată la pacienții care poartă mâini protetice
Peptide care se pot administra și sub formă de pastile

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Acid piruvic

Valori normale: 0,9-1,2 mg/100 mL...

Noi indicii despre procesul de îmbătrânire al mitocondriilor

Înțelegerea procesului de îmbătrânire deschide noi direcții de cercetare, prin explorarea unor noi posibilit�...

Dieta mediteraneană și modularea funcției mitocondriale

Într-un studiu publicat în Experimental Gerontology Journal, autorii au revizuit cunoștințele actuale despre di...

Cercetătorii au găsit o cauză a bolii Parkinson

Mitocondria - cheia pentru menținerea sănătății și creșterea longevității

Antibioticele care țintesc mitocondriile ar putea promova prelungirea duratei de viață

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum