Prelomový experiment predstavuje prvé úspešné dodanie mitochondrií do pečeňových buniek

Výskumník z University of Connecticut Dr. George Wu nedávno publikoval článok v časopise Časopis gastroenterológie a hepatológie načrtáva jeho úspešný experiment dodávania mitochondrií do pečeňových buniek.

Tento prevratný experiment predstavuje vôbec prvý prípad, kedy vedci úspešne zaviedli mitochondrie do špecifických buniek živých zvierat.

Mitochondrie vyrábajú energiu z premeny mastných kyselín a uhľohydrátov na oxid uhličitý a vodu, napájanie buniek v celom tele. Existuje významné prepojenie medzi mitochondriálnym poškodením a rôznymi ochoreniami pečene. Keď sú mitochondrie poškodené, nedokážu poskytnúť pečeni dostatok energie na normálne fungovanie. Výsledkom je smrť pečeňových buniek a zlyhanie pečene.

V súčasnej dobe jedinou liečbou zlyhania pečene je kompletná transplantácia orgánu. Chirurgovia vykonávajú približne 8, 000 transplantácií pečene ročne v USA, ale kvôli nedostatku darcovských pečene, ďalšie tisíce ľudí na čakacom zozname na transplantáciu umrú, kým jednu dostanú.

S využitím svojich znalostí o dobre charakterizovanom receptore v pečeni, Wu a jeho tím predtým ukázali, že mitochondrie môžu byť potiahnuté určitými nosnými proteínmi, ktoré vedú pečeň k ich rozpoznaniu a prijatiu. Tieto proteíny odhalili galaktózu, druh cukru, na ich povrchu. Galaktóza funguje ako signál pre pečeň, aby internalizovala tento proteín.

„Využili sme výhody normálneho prirodzený mechanizmus, “Hovorí Wu.

Tento článok uvádza, že zdravé mitochondriálne komplexy môžu byť dodané do pečene živých potkanov jednoduchou intravenóznou injekciou.

Tím zozbieral mitochondrie z myších vzoriek. Mitochondrie sa zmiešali s proteínovým nosičom a purifikovali sa, čím sa vytvorili komplexy, ktoré sa mohli dostať do pečene.

Spolu s mitochondriami Wu injikoval peptid, ktorý uľahčoval uvoľnenie mitochondrií, akonáhle sa dostali do buniek. Tento peptid umožnil, aby boli mitochondrie absorbované do cytoplazmy pečeňových buniek, nie aby boli trávené, čo robí pečeň s väčšinou molekúl, ktoré internalizuje.

Ak to nemáš, mitochondrie môžu byť zacielené na pečeňové bunky, ale boli by zničení. “

Dr. George Wu, Výskumník, University of Connecticut

Na konci experimentu, Wu a jeho kolegovia zistili, že približne 27% z celkových injekčne podávaných mitochondrií bolo detegovaných v pečeni, významný podiel na terapeutické použitie.

V slezine boli nájdené menej ako 2% a v pľúcach menej ako 1%, čo naznačuje, že absorpcia nebola náhodná a rovnomerne rozložená vo všetkých orgánoch. Inými slovami, vedcom sa podarilo vytvoriť proteínový povlak, vďaka ktorému boli mitochondrie špecificky identifikovateľné a internalizované v pečeni.

Úspech zďaleka nebol samozrejmosťou, pretože mitochondrie normálne neprechádzajú krvným obehom. Mnoho potenciálne smrteľných prekážok z neho robilo trýznivú cestu do pečene prostredníctvom žíl do srdca, pľúca, a nakoniec tepnami do pečene a zvyšku tela. Potiahnuté mitochondrie boli zjavne schopné prežiť kontakt s krvnými bunkami, krvné bielkoviny, úzke cievy, a potenciálne útoky imunitného systému.

"Mne, je dosť úžasné, že sme dokázali detekovať akékoľvek mitochondrie darcu, „Wu hovorí.“ Keď vezmete do úvahy všetky prekážky, ktoré by vám mohli prekážať. “

Aj keď tento experiment meral iba krátkodobé účinky mitochondriálnej transplantácie, existujú potenciálne dlhodobé výhody.

Mitochondrie majú vlastnú DNA a RNA, čo znamená, že sa môžu reprodukovať nezávisle od zvyšku bunky. Transplantované mitochondrie sa môžu replikovať s bunkami počas delenia buniek.

Všetky bunky majú určitý počet mitochondrií, ktoré potrebujú na udržanie svojich aktivít. Wu špekuluje, že bunky môžu postupne odstraňovať poškodené mitochondrie ako zdravé, počet darcovských mitochondrií narastá, kým nemajú správny počet zdravých mitochondrií.

Ďalším krokom tohto výskumu je testovanie metódy na potkanoch, ktoré majú mitochondriálne poškodenie pečene. Toto ukáže klinický význam pre potenciálny vývoj tejto techniky na liečbu ochorení pečene.

Tento proces má potenciál odstrániť závažnú medzeru v liečbe chorôb pečene. Dokonca sa môže nakoniec použiť na liečbu iných chorôb v celom tele postihnutých mitochondriálnou poruchou alebo poškodením.

Wu teraz spolupracuje so skupinou pre technologický prenos UConn a bol mu vydaný patent na cielenú transplantáciu mitochondrií do hepatocytov. Univerzita podala patentovú ochranu na základe dôkazu princípu u zvierat.

• Ochorenie dráždivého čreva zvyšuje riziko demencie
• Biologická terapia môže znížiť riziko závažného ochorenia COVID-19