Dit baanbrekende experiment markeert de eerste keer dat onderzoekers ooit met succes mitochondriën hebben geïntroduceerd in specifieke cellen van levende dieren.
Mitochondriën genereren energie uit de omzetting van vetzuren en koolhydraten in koolstofdioxide en water, cellen door het hele lichaam van stroom voorzien. Er is een significant verband tussen mitochondriale schade en verschillende leverziekten. Wanneer mitochondriën beschadigd zijn, ze kunnen de lever niet voldoende energie geven om normaal te functioneren. Dit resulteert in leverceldood en leverfalen.
Momenteel, de enige behandeling voor leverfalen is een volledige orgaantransplantatie. Chirurgen voeren ongeveer 8, 000 levertransplantaties per jaar in de Verenigde Staten, maar door een tekort aan donorlevers, duizenden meer mensen op de wachtlijst voor een transplantatie zullen sterven voordat ze er een krijgen.
Gebruikmakend van hun kennis van een goed gekarakteriseerde receptor op de lever, Wu en zijn team toonden eerder aan dat mitochondriën kunnen worden gecoat met bepaalde dragereiwitten die de lever ertoe brengen ze te herkennen en op te nemen. Deze eiwitten hebben galactose blootgesteld, een soort suiker, op hun oppervlak. De galactose fungeert als een signaal voor de lever om dat eiwit te internaliseren.
"We hebben gebruik gemaakt van een normale, natuurlijk mechanisme, "zegt Wu.
Dit artikel stelt vast dat gezonde mitochondriale complexen via een eenvoudige intraveneuze injectie in de levers van levende ratten kunnen worden afgeleverd.
Het team oogstte mitochondriën van muizenmonsters. De mitochondriën werden gemengd met een eiwitdrager en gezuiverd om complexen te vormen die in de lever konden worden opgenomen.
Samen met de mitochondriën, Wu injecteerde een peptide dat de afgifte van de mitochondriën vergemakkelijkte zodra ze de cellen bereikten. Door dit peptide konden de mitochondriën worden opgenomen in het cytoplasma van de levercellen in plaats van verteerd. dat is wat de lever doet met de meeste moleculen die het internaliseert.
Als je dat niet hebt, mitochondriën kunnen gericht zijn op levercellen, maar ze zouden worden vernietigd."
Dr. George Wu, Onderzoeker, Universiteit van Connecticut
Aan het einde van het experiment, Wu en zijn collega's ontdekten dat ongeveer 27% van de totale geïnjecteerde mitochondriën in de lever werd gedetecteerd. een aanzienlijk deel voor therapeutisch gebruik.
Minder dan 2% werd gevonden in de milt en minder dan 1% in de longen, wat suggereert dat de opname niet willekeurig en gelijkmatig over alle organen was verdeeld. Met andere woorden, de onderzoekers waren succesvol in het creëren van een eiwitcoating die mitochondriën specifiek identificeerbaar en geïnternaliseerd door de lever maakte.
De prestatie was verre van een uitgemaakte zaak, omdat mitochondriën normaal gesproken niet door de bloedbaan reizen. De vele potentieel dodelijke obstakels maakten het een schrijnende reis naar de lever via aderen naar het hart, de longen, en uiteindelijk door slagaders naar de lever en de rest van het lichaam. De gecoate mitochondriën waren blijkbaar in staat om contact met bloedcellen te overleven, bloed eiwitten, nauwe bloedvaten, en mogelijke aanvallen van het immuunsysteem.
"Naar mij, het is nogal verbazingwekkend dat we enige donor-mitochondriën konden detecteren, ', zegt Wu. 'Als je kijkt naar alle obstakels die in de weg kunnen staan.'
Hoewel dit experiment alleen de kortetermijneffecten van mitochondriale transplantatie heeft gemeten, er zijn potentiële voordelen op lange termijn.
Mitochondriën hebben hun eigen DNA en RNA, wat betekent dat ze zich onafhankelijk van de rest van de cel kunnen voortplanten. De getransplanteerde mitochondriën kunnen zich tijdens de celdeling met de cellen vermenigvuldigen.
Alle cellen hebben een bepaald aantal mitochondriën die ze nodig hebben om hun activiteiten te ondersteunen. Wu speculeert dat cellen de beschadigde mitochondriën geleidelijk kunnen elimineren als de gezonde, donor-mitochondriën nemen in aantal toe totdat ze het juiste aantal gezonde mitochondriën hebben.
De volgende stap voor dit onderzoek is om de methode te testen bij ratten met mitochondriale leverschade. Dit zal klinische relevantie tonen voor de mogelijke ontwikkeling van deze techniek voor de behandeling van leverziekten.
Dit proces heeft het potentieel om een ernstige lacune in de behandeling van leverziekten aan te pakken. Het kan uiteindelijk zelfs worden gebruikt om andere kwalen door het hele lichaam te behandelen die zijn aangetast door mitochondriale storing of schade.
Wu werkt nu samen met de technologietransfergroep van UConn en heeft een patent gekregen op gerichte transplantatie van mitochondriën naar hepatocyten. De universiteit heeft octrooibescherming aangevraagd op het bewijs van principe bij dieren.
Suppletie met korte keten vetzuren verbetert het herstel van een beroerte,
Bacteriofagen kunnen E. coli behandelen zonder de darm te beschadigen,
Darmmicrobioom verandert bij het koken van plantaardig voedsel,
Dysbiose in de darmflora kan ernstige secundaire infectie veroorzaken bij COVID-19-patiënten
Teken dragen nu meerdere ziekten,
Onderzoekers hopen dat een bloedtest die fibromyalgie nauwkeurig diagnosticeert, binnen vijf jaar beschikbaar kan zijn
Samenstelling en structuur van het nasofaryngeale microbioom houden verband met de ernst van de ziekte van COVID-19
Virale infecties gaan gepaard met veranderingen in het microbioom van de bovenste luchtwegen/nasofaryngeale (NP). In aanvulling, veel studies veronderstellen de mogelijkheden van superinfecties als ge
Leidt hypertensie altijd tot ernstige COVID-19?
Veroorzaakt door het infectieuze agens, ernstig acuut respiratoir syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), de coronavirusziekte 2019 (COVID-19) is vaak ernstiger bij mensen met onderliggende medische aand
Een veganistisch dieet kan darmmicroben stimuleren die helpen bij het afvallen
Door over te schakelen op een veganistisch dieet kunnen mensen elke week bijna een pond afvallen en hun risico op diabetes aanzienlijk verminderen, volgens een studie die onlangs werd gepresenteerd op