To bi lahko bil ključ do nadgradnje celic: raziskovalna skupina je razvila novo metodo za presaditev zdravih mitohondrijev v živali, ki imajo okvarjene organele. Raziskovalci upajo, da bo ta strategija nekoč uporabna tudi pri ljudeh za zdravljenje nekaterih nevrodegenerativnih motenj in dednih genskih bolezni.
Pri tehniki, o kateri je revija Cell pred nekaj dnevi poročala, so mitohondrije zavili v mikroskopske kapsule, izdelane iz membran rdečih krvničk. Injiciranje teh kapsul je izboljšalo simptome pri miših, ki so kazale značilnosti Parkinsonove bolezni in drugih obolenj. Raziskovalci že načrtujejo, da bi postopek preizkusili tudi na ljudeh.
»To je pomemben korak naprej,« pravi Ken Nakamura, medicinski raziskovalec Parkinsonove bolezni na inštitutih Gladstone in Univerzi v Kaliforniji, ki pri delu ni sodeloval. Strokovnjak opozarja, da smo še daleč od tega, da bi bili pripravljeni na uporabo pri ljudeh z nevrodegenerativnimi motnjami, in da tudi mehanizem, ki stoji za koristmi, opaženimi pri živalih, ni povsem jasen, vendar je zamisel neverjetno vznemirljiva.
Okvarjeni mitohondriji povzročajo številne bolezni, možnosti za zdravljenje teh motenj pa so zaenkrat omejene. S postopkom, imenovanim presaditev celičnega jedra, tehniko oploditve in vitro, pri kateri jedro iz matere jajčne celice presadijo v jajčno celico darovalke z zdravimi mitohondriji, je sicer mogoče preprečiti nekatere dedne motnje pri novorojenčkih, vendar se ta metoda ne uporablja pogosto in ne pomaga tistim, pri katerih se je bolezen že razvila.
Presaditev mitohondrijev pa se je že dolgo zdela obetavna možnost tudi pri njih. Predhodne klinične raziskave pri otrocih z nekaterimi srčnimi težavami so nakazale, da je vbrizgavanje nepoškodovanih mitohondrijev v tkiva varno, druge raziskave pa so pokazale, da je na ta način mogoče podaljšati življenjsko dobo miši z mitohondrijsko boleznijo. Dosedanja uporaba mitohondrijev, pridobljenih iz bolnikov ali v laboratoriju gojenih celic, pa ni učinkovita. Celice te organele le redko privzamejo, med dostavo pa se lahko poškodujejo, tako da le peščica ostane delujočih.
Zanimivost nove metode je, da so Xingguo Liu, celični biolog z Guangzhouskega inštituta za medicino in zdravje, in njegovi kolegi izolirane mitohondrije zavili v membrane, pridobljene iz rdečih krvničk. Tako dobljene kapsule, od katerih vsaka vsebuje po eno organelo, zanesljivo dostavijo miniaturne elektrarne v človeške celice, gojene v laboratoriju, kjer se vključijo v mitohondrijsko mrežo celice gostiteljice in po vsem videzu delujejo normalno, trdijo raziskovalci. »Zelo eleganten pristop,« pravi Vivian Gama, celična biologinja z Univerze Vanderbilt, ki v raziskavi ni sodelovala, in dodaja, da je delež uspešnega prenosa v celice gostiteljice videti precej boljši kot pri prejšnjih metodah.
Liu in kolegi so preizkusili tudi, ali lahko metoda pomaga omiliti mitohondrijske motnje. Dostava kapsul v celice bolnika z redko, običajno smrtno mitohondrijsko mutacijo je povečala energijsko proizvodnjo celic. Pri miših z mutacijami, povezanimi z Leighovim sindromom (to je še ena smrtna genetska motnja, ki povzroča postopno okvaro živčnega sistema), pa je injiciranje kapsul v kri podaljšalo povprečno življenjsko dobo živali v primerjavi z nezdravljenimi kontrolnimi živalmi ali živalmi, ki so prejele proste mitohondrije.
V drugih poskusih so uporabili miši, ki so jim dali strupeno kemikalijo MPTP, ki posnema nekatere značilne simptome Parkinsonove bolezni. Pri teh živalih mitohondriji v možganskih celicah, imenovanih dopaminergični nevroni, ne delujejo, pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo pa so ti prav tako močno poškodovani. Raziskovalci so ugotovili, da je dajanje kapsul miši pomagalo obnoviti te nevrone. Živali so se tudi več mesecev po zdravljenju gibale laže kot pripadniki kontrolne skupine – tega učinka pri dajanju prostih mitohondrijev niso opazili.
Nakamura pa opozarja, da je rezultate, dobljene pri miših, zdravljenih z MPTP, težko prenesti na bolnike s Parkinsonovo boleznijo. Da bi se prepričal, ali presajene organele pojasnjujejo pozitivne učinke zdravljenja, bi rad videl več podatkov, zlasti o številu mitohondrijev, ki jih privzamejo dopaminergični nevroni. Simon Johnson, raziskovalec Leighovega sindroma z Univerze Northumbria, se strinja in ugotavlja, da so k izboljšanju morda prispevale tudi interakcije med vbrizganimi kapsulami ali njihovo vsebino in imunskim sistemom.
Še ni jasno, ali bodo presajeni mitohondriji tudi pozneje ostali zdravi, zlasti pri progresivnih boleznih, kot je Parkinsonova, pravi Alessandro Prigione, raziskovalec matičnih celic z Univerze Heinricha Heineja. Strokovnjak opozarja tudi na morebitne varnostne pomisleke, ki bi lahko izhajali iz nezdružljivosti med DNK presajenih organel in lastno DNK gostitelja.
Eden od načinov za zmanjšanje nezdružljivosti bi lahko bila uporaba bolnikovih lastnih mitohondrijev, od katerih jih nekaj običajno ostane zdravih tudi pri mitohondrijskih boleznih. Soavtor študije, celični biolog Qi Long, in njegova ekipa razmišljajo o tej možnosti, čeprav njihovi poskusi na živalih pri uporabi organel iz celičnih linij niso pokazali škodljivih reakcij. Pri poznejših različicah tehnike bi mitohondrijske kapsule lahko usmerili tudi v določene celice ali tkiva, da bi povečali učinkovitost in zmanjšali stroške, pravi Long.
Raziskovalci trenutno načrtujejo klinično preizkušanje metode. Konkretno bolezen in število bolnikov je treba še dokončno določiti, vendar med njimi zaenkrat ne bo bolnikov s Parkinsonovo boleznijo, pripomni Liu. Ta upa, da bodo rezultati medtem spodbudili tudi druge, da raziščejo, kako bi iz teh celičnih elektrarn lahko razvili učinkovite terapije.
