El investigador de la Universidad de Connecticut, el Dr. George Wu, publicó recientemente un artículo en Revista de gastroenterología y hepatología que describe su exitoso experimento de entrega de mitocondrias a las células del hígado.
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, lo que alimenta a las células de todo el cuerpo. Existe un vínculo importante entre el daño mitocondrial y diversas enfermedades hepáticas. Cuando las mitocondrias se dañan, no pueden proporcionar al hígado suficienteenergía 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 8,000 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 antesrecibiendo uno.
Usando su conocimiento de un receptor bien caracterizado en el hígado, Wu y su equipo demostraron previamente que las mitocondrias pueden estar cubiertas con ciertas proteínas transportadoras que hacen que el hígado las reconozca y las absorba. Estas proteínas han expuesto a la galactosa, una especie deazúcar, en su superficie. La galactosa actúa como una señal para que el hígado internalice esa proteína.
"Aprovechamos un mecanismo natural normal", dice Wu.
Este artículo encuentra que los complejos mitocondriales sanos se pueden administrar al hígado de ratas vivas mediante una simple inyección intravenosa.
El equipo cosechó mitocondrias de muestras de ratón. Las mitocondrias se mezclaron con un portador de proteína y se purificaron para formar complejos que podrían ser llevados 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 hepáticas en lugar de digerirse, que es lo que hace el hígado parainternaliza la mayoría de las moléculas.
"Si no tiene eso, las mitocondrias podrían estar 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 proporción significativa para uso terapéutico.
Se encontraron menos del 2% en el bazo y menos del 1% en los pulmones, lo que sugiere que la captación no fue aleatoria y no se distribuyó uniformemente en todos los órganos. En otras palabras, los investigadores lograron crear una capa de proteína que producía mitocondrias específicamenteidentificable e internalizado 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 muchos obstáculos potencialmente letales lo convirtieron en un viaje desgarrador al hígado a través de las venas al corazón, los pulmones y finalmente a través de las arterias.al hígado y al resto del cuerpo. Las mitocondrias recubiertas aparentemente pudieron sobrevivir al contacto con células sanguíneas, proteínas sanguíneas, vasos sanguíneos estrechos y posibles ataques del sistema inmunológico.
"Para mí, es bastante sorprendente que pudiéramos detectar cualquier mitocondria de donante", dice Wu. "Cuando se consideran 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 tengan la cantidad adecuada de mitocondrias sanas.
El siguiente 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 grave en el tratamiento de enfermedades hepáticas. Incluso puede eventualmente usarse para tratar otras enfermedades en todo el cuerpo afectadas por un mal funcionamiento o daño mitocondrial.
Wu ahora está trabajando con el grupo de transferencia de tecnología de UConn y se le ha emitido una patente sobre el trasplante dirigido de mitocondrias a hepatocitos. La Universidad ha presentado protección de patente sobre la prueba de principio en animales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Connecticut . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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