Neurodegenerative Diseases / Malattie neurodegenerative

Neurodegenerative Diseases / Malattie neurodegenerative

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Adapted from Theurey, P., et al. Systems biology identifies preserved integrity but impaired metabolism of mitochondria due to a glycolytic defect in Alzheimer's disease neurons. / La biologia dei sistemi identifica l'integrità preservata ma il metabolismo alterato dei mitocondri a causa di un difetto glicolitico nei neuroni del morbo di Alzheimer. Aging Cell. 2019. 18 (3): e12924.

Mitochondrial dysfunction has been implicated as the most common cause of neurodegenerative disease, which is primarily linked to dysfunctional respiration (OXPHOS), altered homeostasis of metabolic intermediates and trigger of cell death mechanisms. Identification of specific proteins affecting mitochondrial metabolic function provides insight into potential drug targets for neurodegenerative disease.

Mitochondria are cellular powerhouses responsible for the production of energy (ATP) and the regulation of several other processes that are critical to cellular homeostasis. Neuronal cells have high energy demands and limited regeneration capabilities; consequently, these cells are highly dependent on mitochondrial function for survival. Indeed, there is increasing evidence that mitochondrial proteins and mitochondrial dysfunction are responsible for the onset of neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s, Parkinson’s, Huntington’s, and amyotrophic lateral sclerosis (ALS).

Mitochondrial Spare Respiratory Capacity provides a strong indicator of neurodegenerative disease.

Target: Mitochondrial proteins and intermediates in mitochondrial dysfunction

 Studies measuring metabolic pathways activity and intermediates indicate that mitochondrial dysfunction is the primary cause of neurodegenerative disease. 

Metabolic targets and key driving factors are attributed to inherited mutations (mtDNA mutations), mitochondrial membrane permeability and potential disruption, disrupted mitochondrial fusion or fission, impaired protein and ion homeostasis, reactive oxygen species or accumulation of toxic aggregates, and dysfunctional mitophagy.

Mitochondrial pyruvate metabolism controls neuronal function and excitotoxic death 

“There’s quite a bit of history about the limitations that we have had over the years, basically up until the development of high-throughput respirometry, in what we could learn, and certainly the speed in which we could gather data.” 

ITALIANO

La disfunzione mitocondriale è stata implicata come la causa più comune di malattia neurodegenerativa, che è principalmente legata alla respirazione disfunzionale (OXPHOS), all'omeostasi alterata degli intermedi metabolici e all'attivazione dei meccanismi di morte cellulare. L'identificazione di proteine ​​specifiche che influenzano la funzione metabolica mitocondriale fornisce informazioni sui potenziali bersagli farmacologici per le malattie neurodegenerative.

I mitocondri sono centrali elettriche cellulari responsabili della produzione di energia (ATP) e della regolazione di molti altri processi critici per l'omeostasi cellulare. Le cellule neuronali hanno un elevato fabbisogno energetico e limitate capacità di rigenerazione; di conseguenza, queste cellule dipendono fortemente dalla funzione mitocondriale per la sopravvivenza. In effetti, ci sono prove crescenti che le proteine ​​​​mitocondriali e la disfunzione mitocondriale siano responsabili dell'insorgenza di malattie neurodegenerative, tra cui l'Alzheimer, il Parkinson, l'Huntington e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA).

La capacità respiratoria di riserva mitocondriale fornisce un forte indicatore di malattia neurodegenerativa.

Obiettivo: proteine ​​mitocondriali ed intermedi nella disfunzione mitocondriale

 Gli studi che misurano l'attività e gli intermedi delle vie metaboliche indicano che la disfunzione mitocondriale è la causa principale delle malattie neurodegenerative. I bersagli metabolici e i fattori guida chiave sono attribuiti a mutazioni ereditarie (mutazioni del mtDNA), permeabilità della membrana mitocondriale e potenziale interruzione, fusione o fissione mitocondriale interrotta, omeostasi proteica e ionica ridotta, specie reattive dell'ossigeno o accumulo di aggregati tossici e mitofagia disfunzionale.

Il metabolismo del piruvato mitocondriale controlla la funzione neuronale e la morte eccitotossica

"C'è un bel po' di storia sui limiti che abbiamo avuto nel corso degli anni, fondamentalmente fino allo sviluppo della respirometria ad alto rendimento, in ciò che abbiamo potuto imparare e sicuramente nella velocità con cui abbiamo potuto raccogliere i dati".

Da:

https://547446.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/547446/Technology%20Networks/Landing%20Pages/Agilent/2022/March/Uncover%20New%20Drug%20Targets%20Through%20Cell%20Metabolism.pdf?__hstc=8807082.074aceb79027e793890018c0152531d2.1643566337753.1658114716279.1658428256853.74&__hssc=8807082.1.1658428256853&__hsfp=1067976316&hsCtaTracking=6d075040-139b-430b-8ec6-14c21ec01d51%7Cdadc43f2-f588-4ddd-8f4d-c39a71d47bcf