фото: Праці Національної академії наук
Використовуючи спеціальні «наноквіти» для зміцнення стовбурових клітин, команда змогла стимулювати утворення додаткових мітохондрій і доставити їх безпосередньо до ослаблених клітин, відновлюючи їх енергію та життєздатність.
Відновлення енергії за допомогою нових мітохондрій
Біомедичні дослідники з Техаського університету A&M повідомляють, що вони, можливо, знайшли спосіб сповільнити або навіть компенсувати втрату клітинної енергії — відкриття, яке може вплинути на багато сфер медицини. Про це йдеться в дослідженні, опубліковано у Працях Національної академії наук
Доктор Ахілеш К. Гагарвар і аспірант Джон Сукар, працюючи з колегами з відділу біомедичної інженерії, розробили метод, який доставляє нові мітохондрії до пошкоджених клітин. Такий підхід відновлює рівень енергії до колишніх значень і значно покращує загальний стан клітин.
Мітохондріальна дисфункція відіграє ключову роль у старінні, хворобах серця та ряді нейродегенеративних розладів. Метод, який посилює природну здатність організму замінювати зношені мітохондрії, може потенційно протидіяти всім цим станам.
Чому порушення роботи мітохондрій шкодять клітинам
З віком або під впливом певних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера, або токсичних факторів, таких як хіміотерапія, клітини поступово втрачають здатність виробляти енергію. Це відбувається через зменшення кількості мітохондрій, структур, які виробляють більшу частину клітинної енергії. Незалежно від того, чи це мозок, серце чи м’язи, менша кількість мітохондрій означає, що клітини деградують і втрачають свої функції.
У дослідженні разом зі стовбуровими клітинами використовували мікроскопічні частинки у формі квітів — так звані наноквіти. Після впливу наноквітів стовбурові клітини почали виробляти приблизно вдвічі більше мітохондрій, ніж зазвичай. Коли такі клітини поміщали поряд з пошкодженими або старіючими клітинами, вони переносили свої надлишки мітохондрій до сусідніх «слабких» клітин.
Отримавши нові мітохондрії, клітини-реципієнти відновили вироблення енергії та нормальне функціонування. Вони також стали більш стійкими до загибелі клітин — навіть під впливом шкідливих речовин, таких як хіміотерапевтичні препарати.
«Ми навчили здорові клітини ділитися своїми запасними батареями зі слабшими», — сказав Гахарвар, професор біомедичної інженерії. «Збільшуючи кількість мітохондрій у донорських клітинах, ми можемо допомогти старіючим або пошкодженим клітинам відновити свою життєздатність — без жодних генетичних модифікацій чи ліків».
Клітини також природно обмінюються невеликою кількістю мітохондрій, але стовбурові клітини, оброблені наноквітами, посилають у 2-4 рази більше, ніж зазвичай.
«Це підвищення ефективності перевершило всі наші очікування», — сказав Сукар, провідний автор статті. — Це все одно, що дати старому пристрою новий акумулятор. Замість того, щоб викидати, ми встановлюємо повністю заряджені акумулятори зі здорових клітин у хворі».
Тривала клітинна терапія
Є й інші способи збільшення кількості мітохондрій у клітинах, але вони мають обмеження. Медикаментозні методи базуються на молекулах, які швидко видаляються з клітин, тому вимагають частого дозування. Наноквіти — це наночастинки діаметром близько 100 нанометрів, які довше залишаються в клітинах і продовжують стимулювати виробництво мітохондрій. Це означає, що терапію, ймовірно, потрібно буде проводити лише раз на місяць.
«Це ранній, але захоплюючий крок до «перезарядки» старіючих тканин за допомогою власних біологічних механізмів організму», — сказав Гахарвар. «Якщо ми зможемо безпечно посилити цю природну систему енергетичної підтримки, одного разу це може допомогти уповільнити або навіть скасувати деякі ознаки старіння клітин».
З чого зроблені наноквіти?
Наноквіти створюються з дисульфіду молібдену, неорганічного матеріалу, який може утворювати різноманітні двовимірні структури на нанорівні. Лише кілька наукових груп у світі, включаючи лабораторію Гахарвари, досліджують біомедичне застосування цього матеріалу.
Стовбурові клітини вже давно є ключовим елементом у дослідженнях регенерації тканин. Зміцнення їх наноцвітами може істотно підвищити ефективність і відкрити нові можливості для лікування широкого спектру захворювань.
Потенційне використання по всьому тілу
Основною перевагою методу є його універсальність. Хоча технологія знаходиться на ранніх стадіях розробки, у майбутньому її можна буде застосовувати до різних тканин, які втратили функцію.
«Створені клітини можна розмістити в будь-якому місці тіла пацієнта», — пояснив Сукар. — При кардіоміопатії ми можемо лікувати клітини серця безпосередньо — вводити стовбурові клітини в серце або поблизу нього. Якщо у пацієнта м’язова дистрофія, ін’єкцію можна робити безпосередньо в м’яз. Можливості величезні, і це лише початок. Ми можемо працювати над цим роками і щодня відкривати нові методи лікування».
Юрій Никорак – pravdatutnews.com
