يمكن للميتوكوندريا إنتاج “عضيات” جديدة، مما يشير إلى كيفية تطور الخلايا الحديثة

عندما يغزو الطفيلي خلية، فإن الخلية الميتوكوندريا تتفاعل عن طريق التخلص من طبقاتها الخارجية لتكوين حجرات خلوية جديدة تمامًا – أو العضيات – التي تهضم النفايات الجزيئية.

تقوم الخلايا بتبادل الميتوكوندريا الخاصة بها. ماذا يعني هذا لصحتنا؟

أظهر الفريق الذي توصل إلى هذا الاكتشاف أنه عندما تقوم الميتوكوندريا – المعروفة باسم منتجي الطاقة في الخلايا – بتكوين هذه العضيات، فإنها تساعد الطفيلي على التكاثر، على الرغم من أنه ليس من الواضح بالضبط كيف. وربما “يتغذى” الطفيلي على المواد المتحللة الموجودة داخل الأجزاء الصغيرة، حسبما تقول قائدة الفريق لينا بيرناس، عالمة المناعة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.

ولكن هناك شيء واحد مؤكد، كما قال بيرناس عند تقديم النتائج في ندوة كيستون حول إشارات الميتوكوندريا، التي عقدت في كولورادو في فبراير: “الميتوكوندريا قادرة على إنتاج عضيات جديدة أثناء العدوى”.

تم نشر الاكتشاف في 24 أبريل على خادم الطباعة المسبق bioRxiv¹ قبل مراجعة النظراء، يضيف إلى قائمة متزايدة من الأدوار التي يكشف عنها الباحثون للميتوكوندريا في المناعة، بما في ذلك مراقبة مسببات الأمراض² وتنسيق الإشارات المناعية³. كما أنه يضفي مصداقية على الفرضية القائلة بأن الأكياس الغشائية، أو الحويصلات، تتساقط بواسطة الميتوكوندريا الأولى أدت إلى ظهور العضيات في حقيقيات النوى – مجموعة من الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات والحيوانات، التي تحتوي خلاياها على نواة مغلقة وأجزاء أخرى داخل الخلايا. إذا كانت الميتوكوندريا الحديثة قادرة على إنتاج عضيات جديدة، لها وظائف متخصصة داخل الخلايا، فمن السهل أن نتخيل أن أسلافها فعلوا ذلك أيضًا.

التلاعب بالميتوكوندريا

لاحظت بيرناس وزملاؤها تشكل العضيات بعد إصابة الخلايا السرطانية البشرية بالطفيلي التوكسوبلازما جونديوالتي يمكن أن تكمن في اللحوم غير المطبوخة جيدًا. يلتصق البروتين الموجود على السطح الخارجي للطفيلي ببروتين موجود في الميتوكوندريا في الخلايا، مما يؤدي إلى “تثبيت” منتجي الطاقة الصغار ت. جوندي. ثم بدأت هذه الميتوكوندريا المربوطة في التخلص من أغشيتها الخارجية، وتشكيل ما يسمى الهياكل الإيجابية لغشاء الميتوكوندريا الخارجي (SPOTs). ومن اللافت للنظر أن البقع البقعية استمرت في ابتلاع عضيات أخرى في الخلايا تسمى الليزوزومات، وهي عبارة عن أكياس محمضة تعمل كأنظمة للتخلص من النفايات.

يقول شيري موخرجي، عالم الأحياء الخلوي وعالم المناعة بجامعة كاليفورنيا بسان فرانسيسكو، إن هذا الغلاف للليزوزومات يعد إنجازًا كبيرًا. يقول: “الأمر الرائع والمثير للدهشة هو قدرة العامل الممرض على ليس فقط التلاعب بالميتوكوندريا بشكل كامل، بل أيضًا استخدام الميتوكوندريا لتوليد عضية جديدة بالكامل في الخلية، بهذه الدقة”. شيري موخرجي، عالم بيولوجيا الخلية وعلم المناعة في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو.

أكد الباحثون أن الجسيمات الحالة المليئة بالـ SPOTs هي نوع جديد من العضيات، يختلف عن الجسيمات الحالة: الأسطح الخارجية للعضيات الجديدة لا تحمل أي بروتينات يتم التعبير عنها عادة بواسطة الليزوزومات. كما أثبتوا أن التكاثر، ت. جوندي يحتاج إلى العضيات الجديدة. عندما استخدم الباحثون دواءً يُسمى مثبط مضخة البروتون لمنع الجسيمات الحالة التي تحيط بها SPOTs من التحمض – وبالتالي أن تصبح أنظمة للتخلص من النفايات – كان تكاثر الطفيلي ضعيفًا.

ومن المثير للاهتمام أن البقع البقعية نادرًا ما تبتلع أي عضيات أخرى داخل الخلايا بخلاف الليزوزومات المحمضة. يقول بيرناس إن أحد أسباب قيام الطفيليات بتكوين العضيات الجديدة هو أن تتغذى على فضلاتها المهضومة. قد يكون السبب الآخر هو أنه من خلال إجبار البقع على ابتلاع الليزوزومات، ت. جوندي يقول بيرناس إنه يحيد أدوات التخلص من النفايات الصغيرة الضارة بمسببات الأمراض.