Трансплантация митохондрий
Митохондрии генерируют энергию при превращении жирных кислот и углеводов в углекислый газ и воду, питая клетки всего организма. Существует значительная связь между повреждением митохондрий и различными заболеваниями печени. Дефектные митохондрии не могут обеспечить печень достаточным количеством энергии для нормального функционирования. Это приводит к гибели гепатоцитов и печеночной недостаточности.
В настоящее время единственным способом лечения печеночной недостаточности является полная пересадка органа. Хирурги США выполняют около 8000 трансплантаций печени в год, но из-за дефицита донорских органов тысячи людей в списке ожидания умирают, не дождавшись очереди.
Исследователь из Университета Коннектикута профессор Джордж Ву и его коллеги показали, что митохондрии можно покрыть определенными белками-носителями, которые распознаются гепатоцитами. Эти белки имеют на поверхности углевод галактозу, который сигнализирует печени, что его надо усвоить.
Воспользовавшись нормальным естественным механизмом, исследователи продемонстрировали, что здоровые митохондриальные комплексы могут быть доставлены в печень живых крыс с помощью простой внутривенной инъекции.
Группа собрала митохондрии из образцов печени мышей, добавила к ним белок-носитель азиалооросомукоид-полилизин (AsORPL) и очистила до образования комплексов. Также к митохондриям вводился эндосомолитический пептид листериолизин O (LLO). Образуя с белком-носителем комплекс AsORLLO, он облегчал высвобождение митохондрий после попадания внутрь гепатоцитов. Этот пептид не позволял митохондриям перевариваться – печень поступает так с большинством молекул, которые она усваивает.
После внутривенной инъекции печень крыс-реципиентов была проанализирована с помощью количественной полимеразной цепной реакции митохондриальной мышиной ДНК, электронной микроскопии и in situ полимеразной цепной реакции и гибридизации с последующим иммуногистохимическим анализом. Ву и его коллеги обнаружили, что приблизительно 27% от общего количества инъецированных митохондрий достигли печени – высокий результат для возможного терапевтического использования.
Менее 2% донорских митохондрий были обнаружены в селезенке и менее 1% – в легких, что доказывает, что накопление в печени неслучайно и поглощение не было равномерно распределено по всем органам. Другими словами, созданное исследователями белковое покрытие сделало донорские митохондрии специфически идентифицируемыми и усваиваемыми печенью.
Это важное достижение еще и потому, что митохондрии обычно погибают в кровотоке при контакте с клетками крови, белками крови, узкими кровеносными сосудами и от атак со стороны иммунной системы.
В то время как эксперимент оценивал только краткосрочные эффекты митохондриальной трансплантации, существуют потенциальные долгосрочные перспективы. Митохондрии имеют свои собственные ДНК и РНК, поэтому могут размножаться независимо от остальной части клетки. Пересаженные митохондрии могут реплицироваться с клетками во время клеточного деления. Обновленные таким образом клетки могут постепенно устранять поврежденные митохондрии, число здоровых донорских митохондрий будет увеличиваться, пока не достигнет необходимого уровня.
Следующим этапом группа планирует провести тестирование метода на крысах с митохондриальным повреждением печени. Это покажет потенциальную клиническую значимость метода для лечения патологий печени и митоходриальных заболеваний других органов.
Метод целевой трансплантации митохондрий в гепатоциты запатентован авторами.
Статья X.Liu et al. Targeted delivery of mitochondria to the liver in rats опубликована в Journal of Gastroenterology and Hepatology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UCONN: UConn Professor Successfully Demonstrates Delivery of Microscopic Powerhouses to Liver in Animals.