Barbara Mordyl, Monika Marcinkowska

TSPO jako nowa oś regulacyjna mitochondriów w chorobach ośrodkowego układu nerwowego

2025-12-11

Przedmiot badań. Białko TSPO (ang. Translocator Protein) odgrywa ważną rolę w procesach zachodzących w mitochondriach, uczestnicząc w transporcie cholesterolu, utrzymaniu integralności błony mitochondrialnej, produkcji ATP (ang. Adenosine Triphosphate) oraz wpływu na przebieg procesu apoptozy. Białko to zostało scharakteryzowane również jako istotny modulator odpowiedzi immunologicznej i stresu oksydacyjnego w chorobach ośrodkowego układu nerwowego, szczególnie w schorzeniach o podłożu niedokrwiennym i neurodegeneracyjnym. Ze względu na swoje zróżnicowane funkcje i udział w kluczowych mechanizmach komórkowych, TSPO stanowi obiecujący cel badań nad nowymi strategiami terapeutycznymi.

Cel badań. Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie aktualnego stanu wiedzy na temat struktury, lokalizacji i funkcji białka TSPO, jego interakcji z receptorem TMEM97 (ang. Transmembrane Protein 97), a także znaczenia ligandów TSPO w kontekście mechanizmów neuroprotekcji, diagnostyki obrazowej PET (ang. Positron Emission Tomography) oraz terapii ukierunkowanych na mitochondria.

Metodyka wyszukiwania i doboru piśmiennictwa. Przegląd oparto na analizie publikacji naukowych dostępnych w bazach PubMed, Scopus i Web of Science. Do opracowania włączono oryginalne prace eksperymentalne i przeglądowe dotyczące budowy, funkcji TSPO oraz jego ligandów, a także ich zastosowania w obrazowaniu i terapii chorób ośrodkowego układu nerwowego.

Wyniki. Przeprowadzone opracowanie akcentuje istotną rolę białka TSPO w regulacji mitochondrialnej homeostazy, stresu oksydacyjnego i reakcji zapalnych, a także wskazuje na jego potencjalne znaczenie jako celu terapeutycznego w chorobach o podłożu niedokrwiennym i neurodegeneracyjnym.

Dyskusja. Nowością pracy jest wykazanie możliwej interakcji TSPO z receptorem TMEM97. Do mocnych stron opracowania należy kompleksowe ujęcie problemu oraz połączenie danych z badań molekularnych, farmakologicznych i neurobiologicznych. Ograniczeniem jest natomiast niedostateczna liczba badań translacyjnych i klinicznych, które mogłyby potwierdzić skuteczność modulacji kompleksu TSPO-TMEM97 u ludzi. W porównaniu z wcześniejszymi analizami, niniejsze opracowanie w większym stopniu podkreśla znaczenie interakcji między organellami komórkowymi i ich wpływ na procesy neuroprotekcyjne. Różnice w wynikach między badaniami mogą być rezultatem odmiennych modeli eksperymentalnych, zastosowanych ligandów oraz oceny ekspresji TSPO. Znaczenie tych ustaleń jest istotne dla badaczy, gdyż wskazuje na możliwość opracowania nowych strategii terapeutycznych opartych na modulacji aktywności TSPO. Ponadto wnioski te mogą stanowić podstawę do rozwoju badań nad terapiami celowanymi w chorobach neurodegeneracyjnych. Wciąż nie jest w pełni poznany mechanizm współdziałania TSPO z TMEM97 ani wpływ długotrwałej modulacji tego kompleksu na funkcje komórkowe.

Wnioski. Przeprowadzone opracowanie podkreśla kluczową rolę białka TSPO w utrzymaniu mitochondrialnej homeostazy oraz w regulacji stresu oksydacyjnego i reakcji zapalnych, szczególnie w kontekście chorób ośrodkowego układu nerwowego. Dowiedziono, że interakcja TSPO z receptorem TMEM97 może tworzyć nową oś sygnalizacyjną między mitochondriami a siateczką śródplazmatyczną, co wpływa na równowagę pomiędzy procesami neuroprotekcyjnymi a apoptozą. Odkrycie tej zależności otwiera nowe perspektywy dla opracowania terapii celowanych, które poprzez modulację kompleksu TSPO-TMEM97 mogłyby stanowić skuteczną strategię leczenia udaru niedokrwiennego oraz innych schorzeń neurodegeneracyjnych.

Słowa kluczowe: TSPO, TMEM97, mitochondria, neuroprotekcja, stres oksydacyjny, ligandy TSPO.

© Farm Pol, 2025, 81(5): 255–265

TSPO as a novel mitochondrial regulatory pathway in central nervous system disorders

Research subject. TSPO (Translocator Protein) plays a pivotal role in mitochondrial physiology, being involved in cholesterol transport, maintenance of mitochondrial membrane integrity, ATP (Adenosine Triphosphate) synthesis, and regulation of apoptotic pathways. Moreover, TSPO has been characterized as a key modulator of immune responses and oxidative stress in central nervous system disorders, particularly in conditions of ischemic and neurodegenerative origin. Due to its functions and involvement in fundamental cellular processes, TSPO has emerged as a promising target for the development of novel therapeutic strategies.

Objective of the research. This review aims to summarize the current understanding of the structure, localization, and function of the TSPO protein, its interaction with the TMEM97 receptor (Transmembrane Protein 97), and the role of TSPO ligands in neuroprotection, PET imaging (Positron Emission Tomography), and mitochondria-targeted therapeutic strategies.

Materials and methods. The review was based on an analysis of scientific publications available in the PubMed, Scopus, and Web of Science databases. Original experimental and review articles concerning the structure and function of TSPO and its ligands, as well as their applications in the imaging and treatment of central nervous system disorders, were included in the study.

Results. The conducted study emphasizes the crucial role of the TSPO protein in the regulation of mitochondrial homeostasis, oxidative stress, and inflammatory responses, and further indicates its potential significance as a therapeutic target in ischemic and neurodegenerative disorders.

Discussion. The novelty of this work lies in demonstrating the potential interaction between TSPO and the TMEM97 receptor. The strengths of this study include its comprehensive perspective on the subject and the integration of molecular, pharmacological, and neurobiological findings. The main limitation is the finite number of translational and clinical studies that could confirm the effectiveness of TSPO-TMEM97 complex modulation in humans. Compared with previous analyses, the present review places greater emphasis on the importance of interorganelle interactions and their influence on neuroprotective processes. Variations in results among studies may arise from differences in experimental models, the ligands applied, and the methods used to assess TSPO expression. The significance of these findings is considerable for researchers, as they suggest the possibility of developing new therapeutic strategies based on the modulation of TSPO activity. Moreover, these conclusions may serve as a foundation for future research on targeted therapies in neurodegenerative diseases. Nevertheless, the precise mechanism underlying the interaction between TSPO and TMEM97, as well as the long-term effects of modulating this complex on cellular functions, remains to be fully elucidated.

Conclusions. The conducted study highlights the pivotal role of the TSPO protein in maintaining mitochondrial homeostasis and regulating oxidative stress and inflammatory responses, particularly in the context of central nervous system disorders. It has been demonstrated that the interaction between TSPO and the TMEM97 receptor may form a novel signaling axis between mitochondria and the endoplasmic reticulum, influencing the balance between neuroprotective processes and apoptosis. The discovery of this relationship opens new perspectives for the development of targeted therapies, which, through modulation of the TSPO-TMEM97 complex, could represent an effective strategy for the treatment of ischemic stroke and other neurodegenerative disorders.

Keywords: TSPO, TMEM97, mitochondria, neuroprotection, oxidative stress, TSPO ligands.

© Farm Pol, 2025, 81(5): 255–265