„Organų transplantacija – gerai žinoma idėja. Organelių transplantacija – mažiau. Vis dėlto organelės ląstelėms yra tas pats, kas organai kūnams – specializuoti komponentai, kurie paskirsto darbą, reikalingą visam procesui palaikyti. Senų organelių keitimas naujomis ląstelėse, kuriose mechanizmas perėjo nuo tiksėjimo prie girgždėjimo, iš principo yra prasmingas. Ir vieno tipo organelėms šis principas dabar yra išbandomas praktiškai.
Mitochondrijos, aptariamos organelės, geriausiai žinomos, kaip energijos paketai – vietos, kuriose išardomos gliukozės molekulės, kad būtų išlaisvinta energija, skatinanti medžiagų apykaitą. Taigi, sugedusios ląstelės medžiagų apykaitos procesų sustiprinimas, pridedant naujų mitochondrijų, galėtų būti protingas žingsnis.
Tačiau tai tik pradžia. Šios organelės, bakterijų, kurios draugiškai bendravo su žmonių protėviais, kai tie protėviai buvo vienaląsčiai, palikuonys, nuo savo nepriklausomybės laikų išlaikė ir kitų užduočių sąrašą. Tai apima riebalų rūgščių ir aminorūgščių pertekliaus išardymą ir hemo, aktyvaus hemoglobino ir kelių kitų baltymų centro, sintezę.
Pagreitinimo paketai
Mitochondrijos taip pat inicijuoja pažeistų, vėžinių arba perteklinių ląstelių savižudybę; veikia, kaip signalinių baltymų komunikacijos centrai; ir reguliuoja kalcio jonų, kurie taip pat dalyvauja signalizacijoje, kiekį.
Jos taip pat turi savo genomus, atskirus nuo pagrindinio chromosomų rinkinio kūno ląstelės branduolyje. Tai dar vienas jų nepriklausomos kilmės palikimas.
Turint tokį platų gyvybiškai svarbių užduočių spektrą, nenuostabu, kad sutrikusios mitochondrijos sukelia arba prisideda prie daugelio ligų. Kai kurios iš jų yra įgimtos, atsirandančios dėl klaidingų mitochondrijų genų. O kai kurios, pavyzdžiui, diabetas ir širdies ir kraujagyslių problemos, atsiranda, kai mitochondrijos susidėvi senatvėje. Jei pavyktų sukurti sveikų mitochondrijų persodinimo techniką, jos potencialas būtų milžiniškas.
Vienas iš asmenų, bandančių tai įgyvendinti, yra Jamesas McCully iš Harvardo medicinos mokyklos. Jis sukūrė gydymą neišnešiotiems kūdikiams, kuriems dėl išemijos (medicininis terminas, reiškiantis ribotą kraujotaką) pažeistų širdies raumenų mitochondrijų reikia širdies-plaučių aparato pagalbos. Be tokios intervencijos jie mirtų. Net ir su juo išgyvena tik 60 %.
Bandymo, kurio rezultatai buvo paskelbti kiek daugiau, nei prieš ketverius metus, dr. McCully šį rodiklį pagerino iki 80 %. Jo technika apima nedidelio audinio gabalėlio paėmimą iš vaiko pilvo sienos, jo suskaidymą, kad būtų išlaisvintos mitochondrijos, jų atskyrimą nuo kitų ląstelių branduolių centrifugoje ir perfuzavimą atgal į neveikiančią širdį.
Yra tikimybė, kad dr. McCully rezultatai galėjo būti statistinė atsitiktinumas – jo eksperimentuose ši procedūra buvo atlikta tik dešimčiai kūdikių – tačiau tai rodo, kad jo technika bent jau saugi. Jis ir jo kolegos nustatė, kad jų procedūra iš karto padidino signalinių molekulių gamybą kūdikiams, o tai sustabdė uždegimą ir ląstelių savižudybę. Netrukus po to perfuzuotos mitochondrijos apsigyveno pažeistame širdies raumenyje, ilgainiui atkurdamos jo funkciją.
Dabar dr. McCully tikisi išplėsti šį metodą, kurį šiuo metu vertina Amerikos maisto ir vaistų administracija, į kitus išemijos paveiktus audinius, įskaitant suaugusiųjų širdis, plaučius, inkstus ir galūnes. Jis nėra vienintelis. Lance'as Beckeris iš Feinsteino instituto Niujorke planuoja išbandyti panašią techniką su neišnešiotais kūdikiais. O Melanie Walker iš Vašingtono universiteto Sietle ką tik paskelbė eksperimento, atlikto su kitokio tipo išemija – ta, kuri sukelia insultus, – rezultatus.
Atsigaivinimas ir atgaiva
Dr. Walker tyrimas, apie kurį pranešta 2024 m. lapkritį, daugiausia buvo skirtas saugumui patikrinti (šiuo atžvilgiu jis buvo sėkmingas), todėl jame dalyvavo tik keturi dalyviai. Tačiau ji teigia, kad ankstyvieji veiksmingumo rodikliai buvo „daug žadantys“. Jos technika apėmė mitochondrijų įvedimą į išemiją sukeliančio kraujo krešulio vietą kaip standartinės krešulio pašalinimo procedūros dalį. Tikslas, kurį ji tikisi išbandyti ateityje, yra sustabdyti insulto paveiktų neuronų savižudybę.
Dr. Walker atlieka tolesnius tyrimus. Vienas skirtas suaugusiųjų širdims. Kitas siekia atkurti neuronų, pažeistų fizinės traumos, o ne insulto, funkciją. O trečiasis skirtas Pearsono sindromui – įgimtam anemijos ir kasos problemų deriniui, kurį sukelia ne trauma, o DNR atkarpos ištrynimas iš juo sergančiųjų mitochondrijų.
Tokios mutacijos yra retos. Paprastai motinos mitochondrijos nepažeistos perduodamos jos palikuonims per kiaušialąstes. Tačiau kartais mutacija įvyksta savaime pakeliui į kiaušialąstę, o tai reiškia, kad gimę palikuonys gali turėti simptomų, kurių neturi jų motina.
Dr. Walker planuoja atrinkti pacientus, kurių motinos neturi jokių simptomų, ir praturtinti kraują formuojančias kamienines ląsteles, paimtas iš pacientų, kuriems mitochondrijos išgaunamos iš jų motinų baltųjų kraujo kūnelių. Praturtintos ląstelės bus grąžintos pacientui, kur, tikimasi, jos sukurs sveikas kraujo ląsteles, kurios gali palengvinti anemiją.
Įgimtos su delecija susijusios būklės, tokios, kaip Pearsono sindromas, paveikia maždaug vieną žmogų iš 5000. Tai pakankamai didelis skaičius, kad sudomintų pradedančias veikti biotechnologijų įmones. Izraelio bendrovė „Minovia Therapeutics“ savo akiratyje yra Pearsono sindromas, taip pat Kearn-Sayre sindromas (KSS), kita su delecija susijusi būklė, ir mielodisplazija, anemijos forma, kurią sukelia mitochondrijų mutacijos, atsirandančios vėlesniame gyvenime.
Preliminarūs bandymai, naudojant šį metodą, dr. Walker planuoja pritaikyti jį vaikams, kad palengvintų Pearsono sindromo ir KSS simptomus. Naujas metodas, kai mitochondrijos išgaunamos iš išmestų placentos audinių, o ne iš gyvų žmonių, dabar tiriamas mielodisplazijai nustatyti.
Šių projektų dalyviai tikisi, kad be anemijos palengvinimo, atgaivintos kamieninės ląstelės taip pat gali perduoti savo mitochondrijų krovinį kitiems paveiktiems audiniams. Ši viltis pagrįsta žiniomis, kad toks pernašos vyksta natūraliai formuojantis kraujo ląstelėms.
Iš tiesų, jos taip pat vyksta žaizdų gijimo, naujų kraujagyslių susidarymo ir širdies raumens stiprinimo metu. Todėl atrodo tikėtina, kad kūne yra sudėtingas, iki šiol nepastebėtas mitochondrijų pernašos tinklas, kuriame kai kurios ląstelės veikia, kaip darželiai, išskirdamos savo produktus į kraują ląstelių, kurios pačios negali pagaminti pakankamai mitochondrijų, labui. Be abejo, kraujyje yra didžiulis kiekis, laisvai plaukiojančių, mitochondrijų – vieno tyrimo duomenimis, jų gali būti net 3,7 m/ml.
Tuo tarpu ankstesniame vystymosi etape, nei žmonių bandymai, yra daug žadančių eksperimentų, kuriuose naudojamos ląstelių kultūros ir laboratoriniai gyvūnai. Aybuke Celik, dr. McCully kolegė iš Harvardo, tiria persodintų mitochondrijų poveikį prostatos ir kiaušidžių vėžio ląstelėms. Ji nustatė, kad jos sumažina chemoterapijos, reikalingos tokioms ląstelėms sunaikinti save, kiekį.
Ir atvirkščiai, Zhejiang universiteto Hangdžou mieste, Kinijoje, komanda naudojo žiurkes, kad įrodytų, jog persodintos mitochondrijos sustabdo pažeistus neuronus, spaudžiančius savęs naikinimo mygtuką. Šis pastebėjimas vieną dieną gali padėti žmonėms, patyrusiems stuburo traumas, išvengti paralyžiaus.
Ilgaamžiškumo ilgesys
Tačiau vienas intriguojančių atradimų yra tas, kad – bent jau laboratorinėse kultūrose – persodintos mitochondrijos atjaunina senų šeimininko ląstelių biochemiją. Atsižvelgiant į laisvų mitochondrijų skaičių kraujyje, tai gali padėti paaiškinti gluminantį pastebėjimą, kad kraujo plazmos perpylimas iš jaunų gyvūnų seniems gyvūnams, regis, suteikia pastariesiems naują gyvybės pradžią.
Šis pastebėjimas jau seniai žavi žmones, siekiančius prailginti žmonių „sveikatos trukmę“, kad ji atitiktų ilgesnę gyvenimo trukmę, kuria dabar mėgaujamasi turtingose šalyse. Tačiau iki šiol eliksyro paieškos buvo sutelktos į plazmos molekulinį krovinį. Galbūt, būsimieji Methuselai turėtų apsvarstyti ne molekules, o mitochondrijas.“ [1]
1. Mightychondria. The Economist; London Vol. 455, Iss. 9442, (Apr 5, 2025): 68, 69.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą