L'esperimento rivoluzionario segna la prima consegna riuscita di mitocondri alle cellule del fegato

Il ricercatore dell'Università del Connecticut, il dott. George Wu, ha recentemente pubblicato un articolo sul Giornale di Gastroenterologia ed Epatologia delineando il suo esperimento di successo fornendo mitocondri alle cellule del fegato.

Questo esperimento innovativo segna la prima volta che i ricercatori hanno mai introdotto con successo i mitocondri in cellule specifiche negli animali viventi.

I mitocondri generano energia dalla conversione di acidi grassi e carboidrati in anidride carbonica e acqua, cellule di alimentazione in tutto il corpo. Esiste un legame significativo tra il danno mitocondriale e varie malattie del fegato. Quando i mitocondri sono danneggiati, non possono fornire al fegato energia sufficiente per funzionare normalmente. Ciò si traduce in morte delle cellule del fegato e insufficienza epatica.

Attualmente, l'unico trattamento per l'insufficienza epatica è un trapianto completo di organi. I chirurghi eseguono circa 8, 000 trapianti di fegato all'anno negli Stati Uniti, ma a causa della scarsità di donatori di fegato, altre migliaia di persone in lista d'attesa per un trapianto moriranno prima di riceverne uno.

Usando la loro conoscenza di un recettore ben caratterizzato sul fegato, Wu e il suo team hanno precedentemente dimostrato che i mitocondri possono essere rivestiti con determinate proteine ​​di trasporto che portano il fegato a riconoscerli e ad assorbirli. Queste proteine ​​hanno esposto il galattosio, una specie di zucchero, sulla loro superficie. Il galattosio funge da segnale per il fegato per interiorizzare quella proteina.

"Abbiamo approfittato di un normale, meccanismo naturale, " dice Wu.

Questo documento rileva che i complessi mitocondriali sani possono essere somministrati al fegato di ratti viventi attraverso una semplice iniezione endovenosa.

Il team ha raccolto i mitocondri da esemplari di topo. I mitocondri sono stati miscelati con un vettore proteico e purificati per formare complessi che potrebbero essere portati nel fegato.

Insieme ai mitocondri, Wu ha iniettato un peptide che ha facilitato il rilascio dei mitocondri una volta che hanno raggiunto le cellule. Questo peptide ha permesso ai mitocondri di essere assorbiti nel citoplasma delle cellule epatiche piuttosto che digeriti, che è ciò che il fegato fa alla maggior parte delle molecole che interiorizza.

Se non ce l'hai, i mitocondri potrebbero essere mirati alle cellule del fegato, ma sarebbero stati distrutti".

Il dottor George Wu, Ricercatore, Università del Connecticut

Alla fine dell'esperimento, Wu e i suoi colleghi hanno scoperto che circa il 27% dei mitocondri totali iniettati sono stati rilevati nel fegato, una quota significativa per uso terapeutico.

Meno del 2% è stato trovato nella milza e meno dell'1% nei polmoni, suggerendo che l'assorbimento non era casuale e distribuito uniformemente in tutti gli organi. In altre parole, i ricercatori sono riusciti a creare un rivestimento proteico che ha reso i mitocondri specificamente identificabili e interiorizzati dal fegato.

Il risultato era tutt'altro che scontato, poiché i mitocondri normalmente non viaggiano attraverso il flusso sanguigno. I molti ostacoli potenzialmente letali hanno reso un viaggio straziante al fegato attraverso le vene al cuore, i polmoni, e infine attraverso le arterie al fegato e al resto del corpo. I mitocondri rivestiti erano apparentemente in grado di sopravvivere al contatto con le cellule del sangue, proteine ​​del sangue, vasi sanguigni stretti, e potenziali attacchi del sistema immunitario.

"Per me, è piuttosto sorprendente che siamo riusciti a rilevare qualsiasi mitocondrio donatore, " dice Wu. "Se consideri tutti gli ostacoli che potrebbero intralciare il cammino."

Sebbene questo esperimento abbia misurato solo gli effetti a breve termine del trapianto mitocondriale, ci sono potenziali benefici a lungo termine.

I mitocondri hanno il proprio DNA e RNA, il che significa che possono riprodursi indipendentemente dal resto della cellula. I mitocondri trapiantati possono replicarsi con le cellule durante la divisione cellulare.

Tutte le cellule hanno un certo numero di mitocondri di cui hanno bisogno per sostenere le loro attività. Wu ipotizza che le cellule possano eliminare gradualmente i mitocondri danneggiati come quelli sani, i mitocondri donatori aumentano di numero fino a quando non hanno il numero adeguato di mitocondri sani.

Il prossimo passo per questa ricerca è testare il metodo con ratti che hanno un danno epatico mitocondriale. Ciò mostrerà rilevanza clinica per lo sviluppo potenziale di questa tecnica per il trattamento delle malattie del fegato.

Questo processo ha il potenziale per colmare una grave lacuna nel trattamento delle malattie del fegato. Può anche eventualmente essere usato per trattare altre malattie in tutto il corpo affetto da malfunzionamento o danno mitocondriale.

Wu sta ora lavorando con il gruppo di trasferimento tecnologico di UConn ed è stato rilasciato un brevetto sul trapianto mirato di mitocondri negli epatociti. L'Università ha depositato la tutela brevettuale sulla prova di principio negli animali.

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