Un experimento innovador marca la primera entrega exitosa de mitocondrias a las células del hígado

El investigador de la Universidad de Connecticut, el Dr. George Wu, publicó recientemente un artículo en el Revista de gastroenterología y hepatología describiendo su exitoso experimento de entrega de mitocondrias a las células del hígado.

Este innovador experimento marca la primera vez que los investigadores han introducido con éxito mitocondrias en células específicas de animales vivos.

Las mitocondrias generan energía a partir de la conversión de ácidos grasos y carbohidratos en dióxido de carbono y agua. alimentar las células de todo el cuerpo. Existe un vínculo significativo entre el daño mitocondrial y diversas enfermedades hepáticas. Cuando las mitocondrias están dañadas, no pueden proporcionar al hígado la energía suficiente para funcionar normalmente. Esto da como resultado la muerte de las células hepáticas y la insuficiencia hepática.

En la actualidad, el único tratamiento para la insuficiencia hepática es un trasplante de órgano completo. Los cirujanos realizan aproximadamente 8, 000 trasplantes de hígado por año en los Estados Unidos, pero debido a la escasez de hígados de donantes, miles de personas más en la lista de espera para un trasplante morirán antes de recibir uno.

Usando su conocimiento de un receptor bien caracterizado en el hígado, Wu y su equipo demostraron previamente que las mitocondrias pueden estar recubiertas con ciertas proteínas transportadoras que hacen que el hígado las reconozca y las absorba. Estas proteínas han expuesto galactosa, una especie de azucar, en su superficie. La galactosa actúa como una señal para que el hígado internalice esa proteína.

"Aprovechamos una normal, mecanismo natural, "Dice Wu.

Este artículo encuentra que los complejos mitocondriales saludables se pueden administrar al hígado de ratas vivas mediante una simple inyección intravenosa.

El equipo extrajo mitocondrias de muestras de ratones. Las mitocondrias se mezclaron con un portador de proteínas y se purificaron para formar complejos que podrían ser llevados al hígado.

Junto con las mitocondrias, Wu inyectó un péptido que facilitó la liberación de las mitocondrias una vez que llegaron a las células. Este péptido permitió que las mitocondrias fueran absorbidas por el citoplasma de las células del hígado en lugar de ser digeridas. que es lo que hace el hígado con la mayoría de las moléculas que internaliza.

Si no tienes eso, las mitocondrias pueden estar dirigidas a las células del hígado, pero serían destruidos ".

Dr. George Wu, Investigador, Universidad de Connecticut

Al final del experimento, Wu y sus colegas encontraron que aproximadamente el 27% del total de mitocondrias inyectadas se detectaron en el hígado, una proporción significativa para uso terapéutico.

Menos del 2% se encontraron en el bazo y menos del 1% en los pulmones. lo que sugiere que la captación no fue aleatoria y distribuida uniformemente en todos los órganos. En otras palabras, los investigadores lograron crear una capa de proteína que hizo que las mitocondrias fueran específicamente identificables e internalizadas por el hígado.

El logro estuvo lejos de ser una conclusión inevitable, ya que las mitocondrias normalmente no viajan a través del torrente sanguíneo. Los muchos obstáculos potencialmente letales lo convirtieron en un viaje desgarrador al hígado a través de las venas al corazón, los pulmones, y finalmente a través de las arterias hasta el hígado y el resto del cuerpo. Las mitocondrias recubiertas aparentemente pudieron sobrevivir al contacto con las células sanguíneas, proteínas de la sangre, vasos sanguíneos estrechos, y posibles ataques del sistema inmunológico.

"A mi, es bastante sorprendente que pudiéramos detectar cualquier mitocondria de donante, "Dice Wu." Cuando consideras todos los obstáculos que podrían interponerse en el camino ".

Si bien este experimento solo midió los efectos a corto plazo del trasplante de mitocondrias, existen beneficios potenciales a largo plazo.

Las mitocondrias tienen su propio ADN y ARN, lo que significa que pueden reproducirse independientemente del resto de la célula. Las mitocondrias trasplantadas pueden replicarse con las células durante la división celular.

Todas las células tienen una cierta cantidad de mitocondrias que necesitan para mantener sus actividades. Wu especula que las células pueden eliminar gradualmente las mitocondrias dañadas como las sanas, Las mitocondrias de los donantes aumentan en número hasta que tienen la cantidad adecuada de mitocondrias sanas.

El siguiente paso de esta investigación es probar el método con ratas que tienen daño hepático mitocondrial. Esto mostrará relevancia clínica para el desarrollo potencial de esta técnica para el tratamiento de enfermedades hepáticas.

Este proceso tiene el potencial de abordar una brecha grave en el tratamiento de las enfermedades hepáticas. Incluso, eventualmente, puede usarse para tratar otras enfermedades en todo el cuerpo afectadas por un mal funcionamiento o daño mitocondrial.

Wu ahora está trabajando con el grupo de transferencia de tecnología de UConn y se le ha emitido una patente sobre el trasplante dirigido de mitocondrias a hepatocitos. La Universidad ha presentado protección de patente sobre la prueba de principio en animales.

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