Ez az úttörő kísérlet az első alkalom, hogy a kutatók valaha sikeresen bevezették a mitokondriumokat az élő állatok specifikus sejtjeibe.
A mitokondriumok energiát termelnek a zsírsavak és szénhidrátok szén -dioxiddá és vízzé történő átalakításából, energiával látja el az egész testet. Jelentős kapcsolat van a mitokondriális károsodás és a különböző májbetegségek között. Amikor a mitokondriumok megsérülnek, nem tudják ellátni a májat a normális működéshez szükséges energiával. Ez májsejtek pusztulásához és májelégtelenséghez vezet.
Jelenleg, a májelégtelenség egyetlen kezelése a teljes szervátültetés. A sebészek körülbelül 8, 000 májtranszplantáció évente az Egyesült Államokban, de a donor máj hiánya miatt, a transzplantáció várólistáján szereplő emberek ezrei halnak meg, mielőtt megkapják.
A jól jellemzett májreceptorokkal kapcsolatos ismereteik felhasználásával, Wu és csapata korábban kimutatta, hogy a mitokondriumokat bizonyos hordozófehérjékkel lehet bevonni, amelyek a májat felismerik és felveszik. Ezek a fehérjék galaktózt tartalmaznak, egyfajta cukor, felületükön. A galaktóz jelzi a máj számára, hogy internalizálja ezt a fehérjét.
"Kihasználtuk a normálisat, természetes mechanizmus, - mondja Wu.
Ez a tanulmány megállapítja, hogy egészséges mitokondriális komplexek szállíthatók élő patkányok májába egyszerű intravénás injekcióval.
A csapat mitokondriumokat gyűjtött be egérmintákból. A mitokondriumokat összekeverjük egy fehérjehordozóval, és tisztítjuk, hogy komplexeket képezzünk, amelyeket a májba lehet vinni.
A mitokondriumokkal együtt Wu fecskendezett egy peptidet, amely elősegítette a mitokondriumok felszabadulását, amint elérték a sejteket. Ez a peptid lehetővé tette a mitokondriumok felvételét a májsejtek citoplazmájába, nem pedig emésztést, amit a máj tesz a legtöbb internalizált molekulával.
Ha nincs ilyened, a mitokondriumok a májsejtekre irányulhatnak, de elpusztulnának. "
Dr. George Wu, Kutató, Connecticuti Egyetem
A kísérlet végén, Wu és munkatársai azt találták, hogy a teljes injektált mitokondrium körülbelül 27% -át a májban észlelték, jelentős része terápiás célokra.
Kevesebb mint 2% a lépben és kevesebb mint 1% a tüdőben volt, ami azt sugallja, hogy a felvétel nem volt véletlenszerű és egyenletesen oszlott el az összes szervben. Más szavakkal, a kutatók sikeresen hoztak létre olyan fehérjebevonatot, amely a mitokondriumokat kifejezetten azonosíthatóvá és a máj által internalizáltá tette.
Az eredmény messze nem volt előre eldöntött, mivel a mitokondriumok általában nem haladnak át a véráramon. A sok potenciálisan halálos akadály félelmetes utazást tett a májba a vénákon keresztül a szív felé, a tüdők, és végül az artériákon keresztül a májba és a test többi részébe. A bevont mitokondriumok nyilvánvalóan képesek voltak túlélni a vérsejtekkel való érintkezést, vérfehérjék, szűk erek, és az immunrendszer lehetséges támadásait.
"Nekem, meglepő, hogy egyáltalán képesek voltunk kimutatni bármilyen donor mitokondriumot, "Wu mondja." Ha figyelembe vesszük az összes akadályt, ami akadályozhatja. "
Míg ez a kísérlet csak a mitokondriális transzplantáció rövid távú hatásait mérte, lehetséges hosszú távú előnyök vannak.
A mitokondriumok saját DNS -sel és RNS -sel rendelkeznek, vagyis képesek a sejt többi részétől függetlenül szaporodni. Az átültetett mitokondriumok replikálódhatnak a sejtekkel a sejtosztódás során.
Minden sejt rendelkezik bizonyos számú mitokondriummal, amelyekre szükségük van tevékenységük fenntartásához. Wu azt feltételezi, hogy a sejtek fokozatosan megszüntethetik a sérült mitokondriumokat, mint egészségeseket, A donor mitokondriumok száma növekszik, amíg meg nem kapják a megfelelő számú egészséges mitokondriumot.
A kutatás következő lépése a módszer tesztelése patkányokkal, akiknek mitokondriális májkárosodása van. Ez klinikai jelentőséggel bír majd a májbetegségek kezelésére szolgáló technika potenciális kifejlesztésében.
Ez a folyamat képes arra, hogy orvosolja a májbetegségek kezelésének súlyos hiányosságát. Végül felhasználható más, a mitokondriális rendellenességek vagy károsodások által érintett betegségek kezelésére is.
Wu most az UConn technológiai transzfercsoportjával dolgozik, és szabadalmat kapott a mitokondriumok hepatocitákra történő célzott transzplantációjáról. Az egyetem szabadalmi oltalmat nyújtott be az állatok elvének bizonyítására.