Une expérience révolutionnaire marque la première livraison réussie de mitochondries aux cellules hépatiques

Le chercheur de l'Université du Connecticut, le Dr George Wu, a récemment publié un article dans le Journal de gastro-entérologie et d'hépatologie décrivant son expérience réussie de livraison de mitochondries aux cellules du foie.

Cette expérience révolutionnaire marque la première fois que des chercheurs réussissent à introduire des mitochondries dans des cellules spécifiques d'animaux vivants.

Les mitochondries génèrent de l'énergie à partir de la conversion des acides gras et des glucides en dioxyde de carbone et en eau, alimenter les cellules dans tout le corps. Il existe un lien significatif entre les dommages mitochondriaux et diverses maladies du foie. Lorsque les mitochondries sont endommagées, ils ne peuvent pas fournir au foie suffisamment d'énergie pour fonctionner normalement. Cela entraîne la mort des cellules hépatiques et une insuffisance hépatique.

Actuellement, le seul traitement de l'insuffisance hépatique est une greffe complète d'organe. Les chirurgiens en effectuent environ 8, 000 greffes de foie par an aux États-Unis, mais en raison d'une pénurie de foies de donneurs, des milliers d'autres personnes sur la liste d'attente pour une greffe mourront avant d'en avoir reçu une.

En utilisant leur connaissance d'un récepteur bien caractérisé sur le foie, Wu et son équipe ont précédemment montré que les mitochondries peuvent être recouvertes de certaines protéines porteuses qui amènent le foie à les reconnaître et à les assimiler. Ces protéines ont exposé du galactose, une sorte de sucre, à leur surface. Le galactose agit comme un signal pour que le foie intériorise cette protéine.

"Nous avons profité d'une situation normale, mécanisme naturel, " dit Wu.

Cet article constate que des complexes mitochondriaux sains peuvent être délivrés au foie de rats vivants par simple injection intraveineuse.

L'équipe a récolté des mitochondries à partir de spécimens de souris. Les mitochondries ont été mélangées à un support protéique et purifiées pour former des complexes pouvant être absorbés dans le foie.

Avec les mitochondries, Wu a injecté un peptide qui a facilité la libération des mitochondries une fois qu'elles ont atteint les cellules. Ce peptide a permis aux mitochondries d'être absorbées dans le cytoplasme des cellules hépatiques plutôt que digérées, c'est ce que le foie fait à la plupart des molécules qu'il intériorise.

Si vous ne l'avez pas, les mitochondries pourraient cibler les cellules hépatiques, mais ils seraient détruits."

Dr George Wu, Chercheur, Université du Connecticut

A la fin de l'expérience, Wu et ses collègues ont découvert qu'environ 27% du total des mitochondries injectées étaient détectées dans le foie, une proportion importante à usage thérapeutique.

Moins de 2% ont été trouvés dans la rate et moins de 1% dans les poumons, suggérant que l'absorption n'était pas aléatoire et uniformément répartie dans tous les organes. En d'autres termes, les chercheurs ont réussi à créer un revêtement protéique qui a rendu les mitochondries spécifiquement identifiables et intériorisées par le foie.

L'exploit était loin d'être gagné d'avance, puisque les mitochondries ne voyagent normalement pas dans la circulation sanguine. Les nombreux obstacles potentiellement mortels en ont fait un voyage pénible vers le foie en passant par les veines du cœur, les poumons, et enfin par les artères vers le foie et le reste du corps. Les mitochondries revêtues étaient apparemment capables de survivre au contact avec les cellules sanguines, protéines du sang, vaisseaux sanguins étroits, et les attaques potentielles du système immunitaire.

"Tome, c'est assez étonnant que nous puissions détecter la moindre mitochondrie d'un donneur, " dit Wu. "Quand vous considérez tous les obstacles qui pourraient vous gêner."

Alors que cette expérience ne mesurait que les effets à court terme de la greffe mitochondriale, il y a des avantages potentiels à long terme.

Les mitochondries ont leur propre ADN et ARN, ce qui signifie qu'ils peuvent se reproduire indépendamment du reste de la cellule. Les mitochondries transplantées peuvent se répliquer avec les cellules pendant la division cellulaire.

Toutes les cellules possèdent un certain nombre de mitochondries dont elles ont besoin pour maintenir leurs activités. Wu spécule que les cellules peuvent éliminer progressivement les mitochondries endommagées en tant que saines, les mitochondries des donneurs augmentent en nombre jusqu'à ce qu'elles aient le nombre approprié de mitochondries saines.

La prochaine étape de cette recherche consiste à tester la méthode avec des rats présentant des lésions hépatiques mitochondriales. Cela montrera une pertinence clinique pour le développement potentiel de cette technique pour le traitement des maladies du foie.

Ce processus a le potentiel de combler une grave lacune dans le traitement des maladies du foie. Il peut même éventuellement être utilisé pour traiter d'autres maladies dans tout le corps affectées par un dysfonctionnement ou des dommages mitochondriaux.

Wu travaille maintenant avec le groupe de transfert technologique d'UConn et a obtenu un brevet sur la transplantation ciblée de mitochondries dans les hépatocytes. L'Université a déposé une protection par brevet sur la preuve de principe chez les animaux.

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