Митохондриите са известни като електроцентрали на клетките, поемат глюкоза и кислород и произвеждат енергия в замяна. Но тази централна роля в клетъчната функция означава, че когато нещата се объркат, това може да има сериозни последици за функцията на органите, особено при тези, които изискват много енергия като сърцето и мозъка. Замяната на неправилно функциониращи митохондрии с версии, взети от здрави клетки, се оформя като обещаваща, но все още експериментална терапия за лечение на такива състояния, а нов пробив доближава техниката до клинична употреба.
Известна като митохондриална трансплантация, иновативната терапия в центъра на това изследване показа обещание в изследвания върху животни като начин за подмладяване на тъканите, засегнати от митохондриална дисфункция. Това включва присаждане на тъкани или инжектиране на здрави митохондрии в увредените тъкани, където те се абсорбират от клетките, за да им помогнат да се лекуват, и също така се прилага в редки случаи за лечение увредени сърца при новородени бебета. Клиничната му употреба обаче остава ограничена.
Учените от ETH Zurich са разработили нов метод за митохондриална трансплантация, който според тях осигурява висока степен на оцеляване на клетките и предлага несравнима ефективност. Пробивът зависи от новооткритата способност за манипулиране на органели, отделните структури в клетките, която идва с любезното съдействие на специално разработената цилиндрична наноспринцовка.
Този малък инструмент позволява на учените да пробият мембраната на здравите клетки, да изсмучат сферичните митохондрии, да пробият мембраната на увредена клетка и да поставят митохондриите в новия й дом. Той прави това с помощта на лазерна светлина, за да контролира прецизно позицията на спринцовката и регулаторите на налягането, които регулират нейния поток, позволявайки прехвърлянето на невероятно малки обеми течност.
Това означава, че процедурата е минимално инвазивна и при лабораторни тестове е установено, че трансплантираните митохондрии имат висок процент на преживяемост от повече от 80 процента. Веднъж в новите клетки, митохондриите се сливат със съществуваща нишковидна мрежа от други митохондрии в рамките на около 20 минути. Според екипа резултатите показват, че подходът вече е достигнал точка на техническа осъществимост.
„И донорните, и акцепторните клетки оцеляват при тази минимално инвазивна процедура“, каза Кристоф Гебелайн, водещ автор на статията.
Техниката може да се използва като начин за лечение на болни органи, но може да намери приложение и в сферата на анти-стареенето, подмладяващи стволови клетки, които се влошават в метаболитната си активност с напредване на възрастта. Учените също така планират да използват техниката, за да проучат как митохондриите са се появили чрез еволюционен процес, наречен ендосимбиози.
„Искаме да разберем процесите, които контролират как си взаимодействат различните клетъчни отделения – и се надяваме да разгадаем как се развиват ендосимбиозите през еволюционното време“, каза ръководителят на изследването Джулия Ворхолт.
Изследването е публикувано в списанието PLOS биологиядокато видеото по-долу показва техниката в действие.
Трансплантация на митохондрии между живи клетки
Източник: ETH Цюрих
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
