Dette banebrytende eksperimentet markerer første gang forskere noen gang har lykkes med å introdusere mitokondrier i spesifikke celler i levende dyr.
Mitokondrier genererer energi fra omdannelse av fettsyrer og karbohydrater til karbondioksid og vann, driver celler i hele kroppen. Det er en betydelig sammenheng mellom mitokondriell skade og ulike leversykdommer. Når mitokondrier er skadet, de kan ikke gi leveren nok energi til å fungere normalt. Dette resulterer i levercelledød og leversvikt.
For tiden, den eneste behandlingen for leversvikt er en fullstendig organtransplantasjon. Kirurger utfører omtrent 8, 000 levertransplantasjoner per år i USA, men på grunn av mangel på donorlever, tusenvis av mennesker på venteliste for en transplantasjon vil dø før de mottar en.
Ved å bruke sin kunnskap om en godt karakterisert reseptor på leveren, Wu og teamet hans viste tidligere at mitokondrier kan belegges med visse bærerproteiner som får leveren til å gjenkjenne dem og ta dem opp. Disse proteinene har avslørt galaktose, en slags sukker, på overflaten. Galaktosen fungerer som et signal for leveren om å internalisere det proteinet.
"Vi utnyttet en normal, naturlig mekanisme, "Sier Wu.
Denne artikkelen finner ut at friske mitokondrielle komplekser kan leveres til lever av levende rotter gjennom enkel intravenøs injeksjon.
Teamet høstet mitokondrier fra museprøver. Mitokondriene ble blandet med en proteinbærer og renset for å danne komplekser som kunne tas inn i leveren.
Sammen med mitokondriene, Wu injiserte et peptid som muliggjorde frigjøring av mitokondriene når de nådde cellene. Dette peptidet tillot mitokondriene å bli tatt opp i levercellenes cytoplasma i stedet for å fordøyes, som er hva leveren gjør med de fleste molekyler den internaliserer.
Hvis du ikke har det, mitokondrier kan være målrettet mot leverceller, men de ville bli ødelagt. "
Dr. George Wu, Forsker, University of Connecticut
På slutten av eksperimentet, Wu og hans kolleger fant at omtrent 27% av de totale injiserte mitokondriene ble oppdaget i leveren, en betydelig andel for terapeutisk bruk.
Mindre enn 2% ble funnet i milten og mindre enn 1% i lungene, noe som tyder på at opptaket ikke var tilfeldig og jevnt fordelt over alle organer. Med andre ord, forskerne lyktes med å lage et proteinbelegg som gjorde mitokondrier spesifikt identifiserbare og internaliserte av leveren.
Prestasjonen var langt fra en gitt konklusjon, siden mitokondrier normalt ikke beveger seg gjennom blodstrømmen. De mange potensielt dødelige hindringene gjorde det til en rystende reise til leveren via vener til hjertet, lungene, og til slutt gjennom arterier til leveren og resten av kroppen. De belagte mitokondriene var tilsynelatende i stand til å overleve kontakt med blodceller, blodproteiner, trange blodårer, og potensielle angrep fra immunsystemet.
"Til meg, Det er ganske utrolig at vi i det hele tatt kunne oppdage donor mitokondrier, "Sier Wu." Når du tenker på alle hindringene som kan komme i veien. "
Selv om dette eksperimentet bare målte kortsiktige effekter av mitokondriell transplantasjon, det er potensielle langsiktige fordeler.
Mitokondrier har sitt eget DNA og RNA, betyr at de kan reprodusere uavhengig av resten av cellen. De transplanterte mitokondriene kan replikere seg med cellene under celledeling.
Alle celler har et visst antall mitokondrier de trenger for å opprettholde sine aktiviteter. Wu spekulerer i at celler gradvis kan eliminere de skadede mitokondriene som de friske, donor mitokondrier øker i antall til de har riktig antall sunne mitokondrier.
Det neste trinnet for denne forskningen er å teste metoden med rotter som har mitokondriell leverskade. Dette vil vise klinisk relevans for potensielt å utvikle denne teknikken for behandling av leversykdommer.
Denne prosessen har potensial til å løse et alvorlig gap i behandlingen av leversykdommer. Det kan til og med bli brukt til å behandle andre sykdommer i hele kroppen som er påvirket av mitokondriell funksjonsfeil eller skade.
Wu jobber nå med UConn's tech transfer group og har fått patent på målrettet transplantasjon av mitokondrier til hepatocytter. Universitetet har inngitt patentbeskyttelse på prinsippbevis hos dyr.
Forskning viser hvordan tarmmikrober påvirker mageinfluensa
Matrespons styres av tarmmikrobiomet,
Nyoppdagede store fag utvisker grensen mellom liv og skade
Behandler irritabel tarmsyndrom
Bruk FLUOstar Omega til å studere nye tarmbakterier som kan påvirke helsen vår
Vekttapmedisin Wegovy godkjent av FDA
Tarmbakteriell profil kan forutsi tarmskader etter strålebehandling
Snarere som et fysisk fingeravtrykk, tarmmikrobielt mønster kan brukes til å identifisere visse sårbarheter hos pasienter som gjennomgår strålebehandling for prostata eller gynekologisk kreft, å forut
Tarmimmunceller kan være ansvarlige for metabolismeendringer, finner studier
En ny studie har vist at immuncellene i tarmen kan være relatert til metabolismen. Resultatene av den nye studien med tittelen, Tarm intraepiteliale T -celler kalibrerer metabolismen og akselererer ka
Kosthold med lite gjæret karbohydrat forbedrer livskvaliteten for pasienter med IBD
En ny studie av forskere ved Kings College London har funnet ut at en diett med lite fermentert karbohydrat forbedret tarmsymptomer og helserelatert livskvalitet blant pasienter med inflammatorisk tar