Primera entrega exitosa de mitocondrias a células hepáticas en animales
Crédito: CC0 Dominio público
El investigador de la Universidad de Connecticut, el Dr. George Wu, publicó recientemente un artículo en el Journal of Gastroenterology and Hepatology en el que describe su exitoso experimento entregando mitocondrias a las células hepáticas.
Este innovador experimento marca la primera vez que los investigadores han introducido con éxito mitocondrias en células específicas de animales vivos.
Las mitocondrias generan energía a partir de la conversión de ácidos grasos y carbohidratos en dióxido de carbono y agua, alimentando las células en todo el cuerpo. Existe un vínculo significativo entre el daño mitocondrial y diversas enfermedades hepáticas. Cuando las mitocondrias están dañadas, no pueden proporcionar al hígado suficiente energía para funcionar normalmente. Esto da como resultado la muerte de las células hepáticas y la insuficiencia hepática.
Actualmente, el único tratamiento para la insuficiencia hepática es un trasplante de órgano completo. Los cirujanos realizan aproximadamente 8000 trasplantes de hígado por año en los Estados Unidos, pero debido a la escasez de hígados de donantes, miles de personas más en la lista de espera para un trasplante morirán antes de recibirlo.
Usando su conocimiento de un pozo -receptor caracterizado en el hígado, Wu y su equipo demostraron previamente que las mitocondrias pueden estar recubiertas con ciertas proteínas transportadoras que hacen que el hígado las reconozca y las absorba. Estas proteínas tienen galactosa expuesta, un tipo de azúcar, en su superficie. La galactosa actúa como una señal para que el hígado internalice esa proteína.
«Aprovechamos un mecanismo normal y natural», dice Wu.
Este artículo encuentra que los complejos mitocondriales saludables puede administrarse en el hígado de ratas vivas a través de una simple inyección intravenosa.
El equipo recolectó mitocondrias de muestras de ratones. Las mitocondrias se mezclaron con una proteína portadora y se purificaron para formar complejos que podrían llevarse al hígado.
Junto con las mitocondrias, Wu inyectó un péptido que facilitó la liberación de las mitocondrias una vez que llegaron a las células. Este péptido permitió que las mitocondrias fueran absorbidas por el citoplasma de las células del hígado en lugar de ser digeridas, que es lo que el hígado hace con la mayoría de las moléculas que internaliza.
«Si no tiene eso, las mitocondrias podrían ser dirigidas a las células del hígado, pero serían destruidas», dice Wu.
Al final del experimento, Wu y sus colegas encontraron que aproximadamente el 27 % del total de mitocondrias inyectadas se detectaron en el hígado, una cantidad significativa proporción para uso terapéutico.
Se encontró menos del 2 % en el bazo y menos del 1 % en los pulmones, lo que sugiere que la captación no fue aleatoria y se distribuyó uniformemente en todos los órganos. En otras palabras, los investigadores lograron crear un recubrimiento proteico que hizo que las mitocondrias fueran específicamente identificables e internalizadas por el hígado.
El logro estuvo lejos de ser una conclusión inevitable, ya que las mitocondrias normalmente no viajan a través del torrente sanguíneo. . Los numerosos obstáculos potencialmente letales hicieron que el viaje hacia el hígado fuera angustioso a través de las venas hasta el corazón, los pulmones y, finalmente, a través de las arterias hasta el hígado y el resto del cuerpo. Aparentemente, las mitocondrias recubiertas pudieron sobrevivir al contacto con las células sanguíneas, las proteínas sanguíneas, los vasos sanguíneos estrechos y los posibles ataques del sistema inmunitario.
«Para mí, es bastante sorprendente que podamos detectar cualquier mitocondria donante en todo», dice Wu. «Cuando considera todos los obstáculos que podrían interponerse en el camino».
Si bien este experimento solo midió los efectos a corto plazo del trasplante mitocondrial, existen beneficios potenciales a largo plazo.
Las mitocondrias tienen su propio ADN y ARN, lo que significa que pueden reproducirse independientemente del resto de la célula. Las mitocondrias trasplantadas pueden replicarse con las células durante la división celular.
Todas las células tienen una cierta cantidad de mitocondrias que necesitan para mantener sus actividades. Wu especula que las células pueden eliminar gradualmente las mitocondrias dañadas a medida que las mitocondrias donantes sanas aumentan en número hasta que tienen la cantidad adecuada de mitocondrias sanas.
El próximo paso de esta investigación es probar el método con ratas que tienen daño hepático mitocondrial. Esto mostrará relevancia clínica para el desarrollo potencial de esta técnica para el tratamiento de enfermedades hepáticas.
Este proceso tiene el potencial de abordar una brecha importante en el tratamiento de enfermedades hepáticas. Incluso puede eventualmente usarse para tratar otras enfermedades en todo el cuerpo afectado por mal funcionamiento o daño mitocondrial.
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La comunicación entre lisosomas y mitocondrias regula la longevidad Más información: Xiaocong Liu et al, Entrega dirigida de mitocondrias al hígado en ratas, Journal of Gastroenterology and Hepatology (2020). DOI: 10.1111/jgh.15091 Proporcionado por la Universidad de Connecticut Cita: Primera entrega exitosa de mitocondrias a células hepáticas en animales (25 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/ news/2020-06-sucessful-delivery-mitochondria-liver-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.