Lysosomer är cellens återvinningsstationer som tar hand om cellens skräp och omvandlar det till byggstenar som kan användas igen. Lysosomernas membran utsätts ofta för stress från patogener, proteiner och metaboliska biprodukter. Skador kan leda till att giftigt innehåll läcker ut till cytoplasman, vilket i sin tur kan orsaka inflammation och att cellen dör. Fram till nu har mekanismen för hur celler upptäcker dessa små membranskador varit okänd.

I en nyligen publicerad studie har professor Yaowen Wu och hans forskargrupp på Kemiska institutionen vid Umeå universitet identifierat en signalväg som aktiveras som svar på lysosomal skada. Denna upptäckt lade grunden för att förstå hur cellen känner av membranskador.

Sensorer identifierade

I den nya studien tar forskarna steget vidare och har upptäckt två autofagi-proteinkomplex som utgör de länge eftersökta sensorerna vid lysosom-skada.

– De reagerar och förflyttas snabbt till skadade membran vid läckage av protoner eller kalcium och initierar det reparationssystem som tätar hålet. Vi kunde se att utan dessa två nyckelproteiner misslyckas cellen med reparationen, vilket gör att lysosomen spricker, säger Yaowen Wu, studiens huvudförfattare.

Kombination av tekniker

Forskarna använde en kombination av levande cellavbildning, genetiska knockout-modeller, avancerad mikroskopi och funktionella reparationsanalyser för att kartlägga händelseförloppet efter kontrollerad lysomskada.

Resultaten gäller flera olika typer av celler och visar samma underliggande mekanism.

Nästa steg i forskningen

– Upptäckten ger en ny förståelse och öppnar för nya behandlingsstrategier mot sjukdomar där lysosomskador spelar en central roll. I fortsatta studier ska vi undersöka kopplingar till neurodegeneration, infektioner och inflammation, säger Yaowen Wu.

Dale Corkery, staff scientist och förstaförfattare, tillägger:

– Det är livsviktigt att lysosomens innehåll stannar där det hör hemma. Om vi förstår varför läckor ibland inte upptäcks kan vi också förstå varför celler dör vid neurodegenerativa sjukdomar.

Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften EMBO Journal.