Banebrydende eksperiment markerer første vellykkede levering af mitokondrier til leverceller

University of Connecticut -forsker Dr. George Wu har for nylig offentliggjort et papir i Journal of Gastroenterology and Hepatology skitserede sit vellykkede forsøg med at levere mitokondrier til leverceller.

Dette banebrydende eksperiment markerer første gang forskere nogensinde med succes har introduceret mitokondrier i bestemte celler i levende dyr.

Mitokondrier genererer energi fra omdannelse af fedtsyrer og kulhydrater til kuldioxid og vand, driver celler i hele kroppen. Der er en betydelig forbindelse mellem mitokondrielle skader og forskellige leversygdomme. Når mitokondrier er beskadiget, de kan ikke levere leveren nok energi til at fungere normalt. Dette resulterer i levercelledød og leversvigt.

I øjeblikket, den eneste behandling for leversvigt er en komplet organtransplantation. Kirurger udfører cirka 8, 000 levertransplantationer om året i USA, men på grund af mangel på donorlever, tusinder flere mennesker på ventelisten til en transplantation vil dø, før de modtager en.

Ved at bruge deres viden om en velkarakteriseret receptor på leveren, Wu og hans team viste tidligere, at mitokondrier kan coates med visse bærerproteiner, som får leveren til at genkende dem og tage dem op. Disse proteiner har udsat galactose, en slags sukker, på deres overflade. Galactosen fungerer som et signal for leveren om at internalisere dette protein.

"Vi benyttede os af en normal, naturlig mekanisme, "Siger Wu.

Dette papir finder ud af, at sunde mitokondrielle komplekser kan leveres til lever af levende rotter ved simpel intravenøs injektion.

Holdet høstede mitokondrier fra museprøver. Mitokondrierne blev blandet med en proteinbærer og renset til dannelse af komplekser, som kunne tages ind i leveren.

Sammen med mitokondrier, Wu injicerede et peptid, som letter frigivelsen af ​​mitokondrierne, når de nåede cellerne. Dette peptid tillod mitokondrier at blive optaget i levercellernes cytoplasma i stedet for fordøjet, hvilket er, hvad leveren gør med de fleste molekyler, den internaliserer.

Hvis du ikke har det, mitokondrier kan være målrettet mod leverceller, men de ville blive ødelagt. "

Dr. George Wu, Forsker, University of Connecticut

I slutningen af ​​forsøget, Wu og hans kolleger fandt, at cirka 27% af de samlede injicerede mitokondrier blev fundet i leveren, en betydelig andel til terapeutisk brug.

Mindre end 2% blev fundet i milten og mindre end 1% i lungerne, hvilket tyder på, at optagelsen ikke var tilfældig og jævnt fordelt over alle organer. Med andre ord, forskerne havde succes med at skabe en proteincoating, der gjorde mitokondrier specifikt identificerbare og internaliserede af leveren.

Præstationen var langt fra en forudgående konklusion, da mitokondrier normalt ikke bevæger sig gennem blodstrømmen. De mange potentielt dødelige forhindringer gjorde det til en rystende rejse til leveren via vener til hjertet, lungerne, og endelig gennem arterier til leveren og resten af ​​kroppen. De overtrukne mitokondrier var tilsyneladende i stand til at overleve kontakt med blodlegemer, blodproteiner, snævre blodkar, og potentielle angreb fra immunsystemet.

"Til mig, det er ret fantastisk, at vi overhovedet kunne opdage enhver donor mitokondri, "Siger Wu." Når man overvejer alle de forhindringer, der kan komme i vejen. "

Selvom dette eksperiment kun målte de kortsigtede virkninger af mitokondrieltransplantation, der er potentielle langsigtede fordele.

Mitokondrier har deres eget DNA og RNA, hvilket betyder, at de kan reproducere uafhængigt af resten af ​​cellen. De transplanterede mitokondrier kan replikere med cellerne under celledeling.

Alle celler har et vist antal mitokondrier, de har brug for for at opretholde deres aktiviteter. Wu spekulerer i, at celler gradvist kan eliminere de beskadigede mitokondrier som raske, donor mitokondrier stiger i antal, indtil de har det rigtige antal sunde mitokondrier.

Det næste trin for denne forskning er at teste metoden med rotter, der har mitokondriell leverskade. Dette vil vise klinisk relevans for potentielt at udvikle denne teknik til behandling af leversygdomme.

Denne proces har potentiale til at løse et alvorligt hul i behandlingen af ​​leversygdomme. Det kan endda til sidst bruges til at behandle andre sygdomme i hele kroppen, der er ramt af mitokondriel funktionsfejl eller skade.

Wu arbejder nu med UConn's tech transfer -gruppe og har fået patent på målrettet transplantation af mitokondrier til hepatocytter. Universitetet har indgivet patentbeskyttelse på princippet om bevis for dyr.

• Irritabel tarmsygdom øger risikoen for demens
• Biologisk terapi kan reducere risikoen for alvorlig COVID-19