Mitophagy in Huntington's Disease

Abstract

Mitochondriální dysfunkce výrazně přispívají k projevu mnoha neurodegenerativních onemocnění, jako je například Huntingtonova choroba (HD). U HD, mutace genu pro huntingtin (HTT), kde dochází k expansi CAG repetic, způsobuje nárůst polyglutaminového řetězce, který je zodpovědný za toxicitu proteinu. Obrat nefunkčních nebo jinak poškozených mitochondrií je zajištěn skrze proces selektivní autofagie, mitofagie. Poruchy mitofagie byly recentně popsány jako klíčové u řady onemocnění nejen neurodegenerativního charakteru. Vedou k postupnému hromadění nefunkčních mitochondrií, organel zodpovědných za splnění vysokých energetických nároků neuronálních buněk. Tato neurodegenerace je nejvíce výrazná u "medium spiny" neuronů striatu a vede k vývoji motorických a kognitivních poruch. Tato práce shrnuje, jak HD ovlivňuje mitofagii. Dále odhaluje, že největším blokem mitofagie je nejspíše narušené cílení mitochondrií do formujících se autofagosomů, způsobené abnormální interakcí mHTT a ubiquitin vazebného proteinu, p62. Právě indukce mitofagie v tomto kroku by mohla být zásadní pro budoucí terapeutický výzkum HD. Iniciace mitofagie obecně by se pak mohla stát relevantním terapeutickým cílem ve vývoji léčby dalších neurodegenerativních onemocnění. Klíčová slova: mitofagie, autofagie, PINK1, neurodegenerativní...

Mitochondrial dysfunctions contribute to the progression of many neurodegenerative diseases, including Huntington's disease (HD). In HD, mutation in the huntingtin gene (HTT) results in the expansion of CAG repeats, causing the growth of the polyglutamine tract. This growth is responsible for the gain of toxicity function of the protein. The turnover of dysfunctional and damaged mitochondria is mediated via mitophagy - a selective form of autophagy. Additionally, mitophagy impairments have recently been described to play a key role not only in neurodegenerative diseases. The protrusion of mitophagy results in the clustering of defective mitochondria, organelles which are responsible for fulfilling the energetic demands of neural cells. The most distinctive impact of the impairment is on the striatal medium spiny neurons and results in the development of motor and cognitive dysfunctions. This thesis describes how HD affects mitophagy and reveals the biggest obstacle of mitophagy - disruption of mitochondria targeting into emerging autophagosomes caused by the abnormal interaction of mHTT and p62. Induction of mitophagy at this stage could be crucial for the future therapeutic research of HD. Generally, initiation of mitophagy could become a relevant therapeutic target for many other...