Mitochondrie, energetické centrály buněk, hrají klíčovou roli v buněčných a tkáňových funkcích. S postupujícím věkem dochází k jejich poškození a dysfunkci, což je považováno za významný faktor přispívající k degenerativním změnám souvisejícím se stárnutím. Již řadu let je známo, že buňky dokáží přijímat mitochondrie z okolního prostředí a využívat je. Tato skutečnost se stala základem pro vývoj terapeutických strategií založených na transplantaci mitochondrií, jejichž cílem je zlepšit buněčné funkce ve starších tkáních dodáním „mladých“ mitochondrií, které by posílily aktivitu původních mitochondrií narušených mechanismy stárnutí. Souběžně s tím výzkumná komunita pokračuje v objasňování přesných mechanismů, jakými buňky příjem mitochondrií uskutečňují, neboť hlubší znalost těchto procesů může vést k podstatnému zlepšení nadcházející první generace mitochondriálních transplantačních terapií.
Nová zjištění ohledně příjmu mitochondrií
Nedávno publikovaná studie, dostupná v otevřeném přístupu, popisuje výsledky výzkumu zaměřeného na objasnění, jak přesně se procesy endocytózy podílejí na příjmu mitochondrií, přičemž je zachována jejich struktura a funkce. Bylo zjištěno, že když se mitochondrie dostane do kontaktu s vnější stranou buněčné membrány, část membrány se obklopí kolem mitochondrie a následně se oddělí, čímž ji přenese dovnitř buňky, obalenou v endozomu. V určitém okamžiku je endozom odstraněn a mitochondrie je plně internalizována, zůstává intaktní a je schopna přispívat k buněčnému metabolismu. Jedná se o obecný popis; existuje řada funkčně odlišných forem endocytózy a zdá se, že pro příjem mitochondrií jsou zaměnitelně využívány různé typy endocytózy, což činí tento proces robustnějším.
Vědecká studie a její závěry
Tato zjištění vycházejí ze studie nazvané „Uptake mechanisms and functions of isolated mitochondria in mesenchymal stromal cells“, která se zabývala objasněním interakce příjemcových buněk s izolovanými mitochondriemi a jejich internalizace. V rámci této studie byly izolovány funkční mitochondrie z mesenchymálních stromálních buněk (MSC), jejichž biologické aktivity a fyzikálně-chemické vlastnosti byly následně charakterizovány. Dále byly vyhodnoceny účinky izolovaných mitochondrií na funkce MSC.
Zpracování izolovanými mitochondriemi vedlo k podpoře buněčné proliferace, zlepšení buněčné životaschopnosti v zátěžových podmínkách a zvýšení rychlosti spotřeby kyslíku, což naznačuje posílenou bioenergetickou kapacitu. Příjem izolovaných mitochondrií buňkami MSC byl vizualizován pomocí fluorescenčního zobrazování a kvantitativně hodnocen v čase, přičemž bylo pozorováno postupné internalizování během 24 hodin. K prozkoumání mechanismu příjmu mitochondrií byla chemicky inhibována endocytóza, což odhalilo, že endocytické dráhy se podílely na internalizaci izolovaných mitochondrií.
Tyto poznatky naznačují, že buňky MSC inkorporují izolované mitochondrie prostřednictvím aktivních mechanismů příjmu a že internalizované mitochondrie si zachovávají svou funkční aktivitu. Souhrnně výsledky studie poskytují důležité důkazy o internalizaci mitochondrií v buňkách MSC a nabízejí vhled do potenciálních aplikací mitochondriální terapie pro různá onemocnění.