Manga metilena sy ferroptôzy: mekanisman'ny perôksidasiônan'ny lipida

Ny ferroptôzy dia fahafatesan'ny sela vokatry ny fahasimban'ny fonony. Ny tavy manana fatorana roa maromaro ao amin'ny fonon'ny sela dia iharan'ny ôksidasiôna amin'ny alalan'ny fihetsika simika mifampitohy, tsy mahavita ny asany intsony ny fonony, ary maty ny sela. Ilaina amin'izany dingana simika izany ny vy. Io fehezanteny io no mamintina ny hevitra manontolo, ary fitsapana ampahany iray amin'izany avokoa izay rehetra ato amin'ity lahatsoratra ity.

Voafetra kokoa ny fanontaniana eto: inona no ataon'ny manga metilena amin'io rojo io amin'ny fanandramana amin'ny sela, ary inona marina no asehon'izany vokatra izany? Ny valiny fohy dia hoe, tamin'ny fikarohana roa tao amin'ny laboratoara, ny manga metilena tamin'ny fifantohana nanomolar dia nampihena ny perôksidasiônan'ny lipida ao amin'ny mitôkôndria ary nitazona ny sela ho velona taorian'ny fampiasana mpanetsika izay mahatonga ferroptôzy raha tsy misy izany. Manan-danja kokoa ny valiny lava, satria notsapaina tamin'ny fandraisana an-tanana samihafa ny rohy tsirairay ao amin'ilay rojo, ary samy manana ny fetrany ireo fandraisana an-tanana ireo.

Ny ferroptôzy ao anatin'ny fehintsoratra iray

Manana faritra marefo ny fôsfôlipida ao amin'ny fonon'ny sela izay misy rambon'asidra matavy manana fatorana roa maromaro: atôma hidrôzenina mora alain'ny radikaly. Raha vao misy radikaly maka iray amin'ireo, dia miraikitra amin'ilay lipida ny ôksizena, miforona ny radikaly perôksilan'ny lipida, ary io radikaly io indray no maka amin'ny lipida manaraka. Miparitaka manaraka ny fonon'ny sela ilay fihetsika simika raha tsy misy zavatra mampijanona azy.

Ny tena mampijanona azy dia anzima antsoina hoe GPX4, izay mampiasa glutathione mba hanova ny perôksidan'ny lipida ho alkôhôlan'ny lipida tsy mampidi-doza amin'ny alalan'ny redoksiôna. Amin'ny toerana voafaritra no anafihan'ireo mpanetsika ampiasaina ao amin'ny laboratoara an'io fiarovana io. Ny erastin dia manakana ny fidiran'ny cystine amin'ny alalan'ny rafitra xc-minus, ka tsy ampy cysteine ilainy hanamboarana glutathione ny sela. Ny buthionine sulfoximine dia manakana mivantana ny fanamboarana glutathione. Ny RSL3 kosa dia manakana ny GPX4 mihitsy. Samy mamela ny perôksida tsy ho voaala izy telo ireo, saingy amin'ny dingana samihafa no anaovany izany, ka tsy azo ampiharina ho azy amin'ny mpanetsika hafa ny vokatra azo tamin'ny iray.

Tsy mitovy amin'ny apôptôzy ny ferroptôzy raha jerena ireo toetra mamaritra azy. Tsy misy rojo fampihetsiketsehana caspase ary tsy misy vatana apôptôtika. Ny mpamatotra vy toy ny deferoxamine sy ny akora mpisambotra radikaly toy ny ferrostatin-1 dia manakana azy. Izany no fitsapana ampiasain'ny mpikaroka hamaritana fa ferroptôzy no nahafaty ny sela fa tsy nekrôzy fotsiny. Ny fijerena ireo lalan'ny fahafatesan'ny sela voafehy amin'ny ankapobeny dia mametraka io fahasamihafana io ao anatin'ny tontolony, ary ny fomba itantanan'ny sela ny vy mora mandray anjara amin'ny fihetsika simika dia manazava ny antony maha-fanamarinana manan-danja ny famatorana vy.

Ny anjara toeran'ny mitôkôndria, sy ny antony niadian-kevitra momba izany

Ny fikarohana tany am-boalohany dia nitatitra fa mbola iharan'ny ferroptôzy ny sela tsy manana ADN mitôkôndrialy, ka naneho fa mety tsy ho ilaina ny mitôkôndria. Ny fikarohana tatỳ aoriana kosa dia nahita fa ny fampihenana ny mitôkôndria, na ny fanakanana ny fifohana rivotry ny sela, dia afaka manakana ny ferroptôzy vokatry ny tsy fahampian'ny cysteine, fa tsy ilay vokatry ny fanakanana mivantana ny GPX4. Mety samy ho marina ireo vokatra roa ireo raha miankina amin'ny mpanetsika, ny karazana sela, ary ny toerana isehoan'ilay perôksidasiôna mamaritra ny fiafarana ny anjara asan'ny mitôkôndria.

Ny fikarohana iorenan'ity lahatsoratra ity dia nandinika ilay adihevitra tamin'ny alalan'ny mpitsirika natokana ho an'ny faritra iray ao amin'ny sela. Ny MitoCLox dia endriky ny mpanondro perôksidasiônan'ny lipida izay mikendry ny mitôkôndria: miova ny flôresansiny rehefa mihaona amin'ny radikaly perôksilan'ny lipida ao anatin'ny mitôkôndria izy. Tao amin'ny fibrôblasta nomena erastin, dia niseho tao amin'ny sela mbola velona ny ôksidasiôn'ilay mpitsirika ao amin'ny mitôkôndria talohan'ny fahafatesany, ary tsy nitovy izany teo amin'ireo sela rehetra. Manan-danja io filaharan'ny fotoana io. Ny perôksidasiôna mialoha ny fahafatesana dia mety ho antony mahatonga azy. Ny perôksidasiôna refesina ao amin'ny sela efa maty ihany kosa dia sisan'ny fahasimbana. Misy torolalana mifameno momba ny fitsapana perôksidasiônan'ny lipida sy izay asehon'ny mpitsirika tsirairay manazava ny antony amaritan'ny toerana misy ny mpitsirika ny hevitr'ilay famantarana.

Niseho tamin'ny môdely faharoa koa io lamina io. Ny fibrôblasta avy amin'ny marary manana neuropatia ôptika lovain'i Leber, izay manana fiovan'ny fototarazo mifandray amin'ny kompleksa I sy adin-tsaina ôksidativa ambony kokoa hatrany am-boalohany, dia maty tamin'ny ferroptôzy rehefa nihena ny glutathione, fa ireo fibrôblasta fanaraha-maso kosa nahatohitra izany. Ny ôksidasiôn'ilay mpitsirika ao amin'ny mitôkôndria indray no niseho voalohany. Hita ao amin'ny fikarohana amin'ny fibrôblasta momba ny perôksidasiônan'ny lipida ao amin'ny mitôkôndria mandritra ny ferroptôzy ny antsipiriany.

Izay novain'ny manga metilena tamin'ireo fanandramana ireo

Mpitatitra redôksa ny manga metilena. Ny endriny iharan'ny ôksidasiôna dia mandray elektrôna avy amin'ny fihetsika simika mifandray amin'ny NADH eo amin'ny kompleksa I, ary ny endriny niharan'ny redoksiôna kosa dia manome ireo elektrôna ireo ho an'ny sitôkrôma c, izay mamatsy ny kompleksa IV. Mamorona lalana mihodidina ampahany amin'ilay rojo izany, indrindra ilay ampahany izay ivoahan'ny elektrôna amin'ny lalana mahazatra ka mifindra amin'ny ôksizena ary mamorona superôksida. Ireo mpamaky te hahalala ny sary feno momba io fampitana io dia tokony hanomboka amin'ny fomba ampitain'ny manga metilena ny elektrôna ao amin'ny mitôkôndria.

Tao amin'ny fibrôblasta avy amin'ny havokavoka nomena erastin, ny manga metilena tamin'ny 250 nanomolar dia nitazona ny fahaveloman'ny sela araka ny fandrefesana natao, toy izany koa ny antiôksidanta mikendry ny mitôkôndria SkQ1 sy MitoTEMPO. Ny fitsapana fanaraha-maso no mamaritra izay azo ambara. Niaro koa ny ferrostatin-1, alpha-tocopherol, ary deferoxamine, ka manamafy fa ferroptôzy no nahafaty ny sela. Tsy niaro ilay akora mitovitovy amin'ny SkQ1 nefa tsy manana vondrona antiôksidanta, ka manondro fa ny fihetsika simika redôksa no antony fa tsy fanangonana tsy voafaritra fotsiny. Nihena ny fiarovana rehefa nihoatra ny 200 nanomolar teo ho eo ny SkQ1, mifanaraka amin'ny toetra efa fantatra momba ny antiôksidanta quinone izay mampiroborobo ôksidasiôna rehefa betsaka kokoa. Manana io fihetsika roa mifanohitra arakaraka ny habetsahana io koa ny manga metilena: miaro amin'ny fifantohana nanomolar ambany ao amin'ireo fitoerana fanandramana ireo, nefa afaka mamokatra perôksidan'ny hidrôzenina amin'ny alalan'ny tsingerina redôksa rehefa ampitomboina kokoa na ampahazavaina mafy. Voaresaka ao amin'ny karazana ôksizena mora mandray anjara amin'ny fihetsika simika ao amin'ny mitôkôndria ny lanjan'ny habetsahana toy izany.

Nampisaraka ireo loharanon'ny ROS avy eo ny fanandramana tamin'ny mitôkôndria natokana. Rehefa nisy vy ferôzy, ny substrata mamatsy ny kompleksa I miaraka amin'ny rotenone dia nandrisika ny ôksidasiôn'ilay mpitsirika. Manakana ny rojo aorian'ny toerana misy ny flavine ny rotenone, ka mijanona amin'ny endriny niharan'ny redoksiôna ireo mpitatitra eo alohany ary mampivoaka elektrôna mankany amin'ny ôksizena avy amin'ilay flavine mitodika amin'ny matriksa. Ny substrata mamatsy ny kompleksa III miaraka amin'ny antimycin A dia namokatra perôksidan'ny hidrôzenina betsaka, nefa tsy nitarika perôksidasiônan'ny lipida. Mitovy ny famantarana ROS ankapobeny, saingy samy hafa ny toerana sy ny vokatra. Samy nanakana ny perôksidasiôna nateraky ny kompleksa I ny SkQ1 sy ny manga metilena, nefa tsy nanakana ny famokarana perôksidan'ny hidrôzenina mihitsy. Izany dia mametraka ny asan'izy ireo aorian'ny fiforonan'ny ROS, eo amin'ny dingan'ny perôksidasiônan'ny lipida.

Ny sampana momba ny vy be loatra sy ny famantarana avy amin'ny lipofuscine

Ny fikarohana faharoa dia nandinika ilay fanontaniana avy amin'ny lafin'ny vy. Ny sela hozatry ny fo H9c2 nampiharana citrate d'ammonium ferrique tamin'ny fifantohana submillimolar dia namokatra ROS tao amin'ny mitôkôndria, avy eo perôksidasiônan'ny lipida tao amin'ny mitôkôndria, ary ferroptôzy, narahin'ny fanangonan'ny pigmenta mitovitovy amin'ny lipofuscine tao anatin'ny 24 hours. Ny lipofuscine dia sisan'ny lipida sy prôteinina niharan'ny ôksidasiôna, misy vy ary mamoaka flôresansy ho azy, izay miangona rehefa mihantitra. Ny fisehoany haingana teto dia mampifandray ny perôksidasiôna tampoka ateraky ny vy amin'ny famantarana mahazatra ny fahanterana. Samy nisakana ny perôksidasiôna, ny fahafatesana, ary ny fanangonan'ilay pigmenta ny manga metilena tamin'ny fifantohana nanomolar sy ny SkQ1. Nanamafy io lamina io ny mitôkôndria avy amin'ny fo natokana: ny rotenone miaraka amin'ny vy ferôzy dia niteraka perôksidasiôna sy famantarana mitovitovy amin'ny an'ny pigmenta, ary samy nanakana izany ireo akora roa ireo. Voatatitra ao amin'ny fikarohana momba ny vy be loatra ao amin'ny sela hozatry ny fo H9c2 ny filaharana manontolo. Ny lafiny momba ilay pigmenta dia mifandray amin'ny lipofuscine sy ny famantarana ny fahanteran'ny sela.

Izay tsy asehon'ny fitsapana ny fahaveloman'ny sela

Ny fandrefesana fahavelomana toy ny CellTiterBlue dia mampiseho hoe firy ny sela ao amin'ny fitoerana fanandramana mbola manana metabôlisma miasa rehefa avy nampiharana mpanetsika sy akora iray heverina ho mpiaro. Fitsapana mekanisma ao anatin'ny rafitra voafaritra izany. Tsy vokatry ny fitsaboana izy io. Tsy nisy tamin'ireo fanandramana ireo nanome fatran-javatra ho an'ny marary, nandrefy vokatra farany momba ny aretina, na nametraka elanelan'ny fatra azo ampiasaina amin'ny fitsaboana ao amin'ny vatana.

Misy fetra efatra tokony hambara mazava. Voalohany, voafetra ny karazana sela: fibrôblasta avy amin'ny havokavoka voaova, fibrôblasta voalohany avy amin'ny hoditra izay ahitana taranaka sela iray misy aretin'ny mitôkôndria, ary taranaka sela hozatry ny fon'ny voalavo, miaraka amin'ny mitôkôndria natokana avy amin'ny fon'ny voalavo. Niovaova arakaraka ny taranaka sela ny fahatsapany an'ireo fiantraikany, ary nofidina manokana noho ny faharefoany tsy mahazatra ilay taranaka LHON. Faharoa, toe-javatra faran'izay henjana ao amin'ny laboratoara ireo mpanetsika: fanakanana tanteraka ny fitaterana na ny fanamboarana, ary habetsahan'ny vy izay tsy ho tratran'ny sela ao amin'ny vatana tampoka. Fahatelo, tsy azo avadika amin'ny fampitomboana fotsiny ny fifantohana. Ny fifantohana nanomolar ao amin'ny ranoka fampitomboana sela dia tsy fatra ho an'ny olombelona. Anisan'ny mampisaraka ny fitoerana fanandramana amin'ny olona ny fizaran'ny manga metilena ao amin'ny vatana, ny fanovàna azy ho amin'ny endriny tsy misy loko amin'ny alalan'ny redoksiôna ao amin'ny ra sy ny sela, ny fiparitahan'ny hazavana aminy, ary ny pôtansialin'ny fonon'ny sela. Fahefatra, ny faritra misy azy ihany no taterin'ny mpitsirika. Ny ôksidasiôn'ny MitoCLox dia mampiseho fa nisy radikaly avy amin'ny lipida niforona tao amin'ny mitôkôndria; tsy mampiseho kosa izy fa nosakanana mivantana ny fahavakisan'ny fonon'ny sela, izay mety ho dingana farany, fa tsy nosorohana tamin'ny dingana teo aloha.

Koa izao no fanambarana marina azo atao: amin'ireo môdely ireo, ny ROS avy amin'ny kompleksa I miaraka amin'ny vy dia miteraka perôksidasiônan'ny lipida ao amin'ny mitôkôndria izay mialoha ny ferroptôzy, ary ny manga metilena amin'ny fifantohana ambany dia manapaka io ampahan'ny rojo io. Mila fanandramana hafa amin'ny biby, ary avy eo amin'ny olona, izay rehetra mihoatra an'io ampahany io.