Технология трансплантации митохондрий увеличила продолжительность жизни в экспериментах на мышах с митохондриальными заболеваниями, которые часто приводят к летальному исходу.
Хорошо подобранная "маскировка" позволяет трансплантированным митохондриям проникать в клетки, собственные митохондрии которых дефектны, сообщили ученые 18 марта в журнале Cell. Введение этих скрытых митохондрий продлило жизнь мышей со смертельным заболеванием, вызванным аномальными митохондриями. Исследователи обнаружили, что митохондрия, заключенная в мембрану эритроцита, может проникать в клетку, не запуская защитных механизмов, которые обычно разрушают органеллу. По словам Майка Дивайна, нейробиолога из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне, который не принимал участия в исследовании, эта методика “значительно” повысила эффективность лечения по сравнению с предыдущими методами. Разница подобна “ночи и дню”, - говорит он. Но ученые также выразили скептицизм по поводу некоторых аспектов этого исследования. Эта работа является “значительным достижением”, но вывод о том, что метод предотвращает болезнь Паркинсона на мышиной модели, “преувеличен”, считает Кен Накамура, нейробиолог из Института Гладстона (США).
Митохондрии - это клеточные структуры, которые вырабатывают энергию для поддержания клеточной активности. У них есть свои собственные геномы и мутации в их ДНК вызывают такие заболевания, как синдром Ли, редкое и часто смертельное заболевание, которое обычно развивается в раннем детстве. Ученые уже давно ищут способы пересадки нормальных митохондрий в клетки. Но когда митохондрии подвергаются воздействию, они теряют электрический градиент, проходящий через их внешнюю мембрану. Митохондрии, у которых отсутствует такой градиент, распознаются внутренними механизмами клетки как поврежденные и быстро разрушаются.
По данным Ноа Шер, главного научного сотрудника компании Minovia Therapeutics (Израиль), подавляющее большинство предыдущих исследований включали введение “голых” митохондрий непосредственно в кровоток или ткани. Но этот подход не очень эффективен, поэтому исследователям часто приходится использовать “смехотворные” дозы митохондрий, которые были бы бесполезны в масштабах организма размером с человека. “Сразу становится очевидным, что митохондрии следует защищать, если они будут находиться вне клетки”, - говорит Шер. “Вопрос как это сделать, гораздо сложнее”.
Авторы последнего исследования остановились на использовании эритроцитарных мембран и оказалось, что создать митохондриальные "капсулы" не представилось особой сложности, надо было смешать разорванные эритроциты и выделенные митохондрии. Затем ученые ввели эти "капсулы" мышам. “Оболочка” сохраняет электрический градиент митохондрий, пояснил соавтор исследования Ци Лонг, биолог из Медицинского университета Гуанчжоу в Китае. Это позволило органеллам незаметно проникать в клетки-реципиенты.
При использовании предыдущих методов менее 5% клеток, растущих в лабораторных условиях, поглощали митохондрии, говорит Ци Лонг. “Наша эффективность очень высока, около 80%”. В мышиной модели синдрома Ли капсулы с митохондриями увеличивали выживаемость мышей примерно на две недели. Это примерно на 20% дольше, чем у мышей, которым вводили свободно плавающие митохондрии. Лонг и его коллеги также изучали влияние митохондриальных капсул на мышиную модель болезни Паркинсона. В статье сообщается, что трансплантация “предотвратила потерю нейронов, улучшила двигательные навыки и восстановила функцию митохондрий” в пораженных областях мозга. Данная мышиная модель болезни Паркинсона основана на использовании токсина, который убивает нейроны, чтобы воссоздать клинические проявления. Но неизвестно, связан ли этот токсин с заболеванием у людей и поэтому модель не очень хорошо воспроизводит патологию болезни, отмечает Накамура. Серж Пшедборски, нейробиолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке, который разработал широко используемый протокол для моделирования болезни Паркинсона на мышах, говорит, что доза токсина, используемая для исследования, отличается от установленных процедур. По его словам, результаты исследования “неубедительны”.
Авторы отвечают, что их работа является ”подтверждением концепции защиты митохондрий" и должна быть опробована на других животных моделях. Они также сообщили, что скорректировали дозировку токсина, чтобы избежать гибели мышей. Теперь авторы хотят разработать методы нацеливания митохондриальных "капсул" на определенные типы клеток. Они надеются, что их нынешний подход, который, согласно неопубликованным данным, сохраняет трансплантированные митохондрии живыми в клетках не менее двух месяцев, позволит пройти клинические испытания при митохондриальных заболеваниях, поражающих ограниченное количество тканей, таких например, как состояние, вызывающее слабость глазных мышц.
