Istnieje wiele sposobów na zwiększenie produkcji mitochondriów w organizmie. Mitoterapia jest jednym ze sposobów, aby to zrobić. Naukowcy badali wpływ mitoterapii w różnych modelach chorób serca. Badania te obejmują niedokrwienny model królika, świński model niedokrwienia/reperfuzji oraz długotrwałe zimne niedokrwienie po przeszczepie serca u myszy. Ponadto badacze wykazali, że infuzja przed niedokrwieniem mitochondriów do tętnicy wieńcowej szczurów i świń z cukrzycą poprawiła funkcję serca i wielkość zawału.
Przedstawiamy artykuł, który jest owocem wspólnych działań z e-medycynapracy.pl
Źródło mitochondriów do mitoterapii
Badania nad mitochondriami to obiecująca dziedzina nauki, którą wykorzystuje się do zapobiegania i odwracania procesów starzenia. Dzieje się tak dlatego, że mitochondria są siłowniami komórek i są niezbędne do produkcji energii i przetrwania. Wiele badań wykazało, że posiadanie większej ilości zdrowych mitochondriów może zmniejszyć tempo starzenia się. Mitoterapia może być stosowana do zastąpienia utraconych mitochondriów w tkankach, zmniejszenia stresu oksydacyjnego oraz poprawy sprawności motorycznej i poznawczej u myszy.
Aby przeprowadzić mitoterapię, konieczne jest uzyskanie mitochondriów z narządu lub tkanki. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu liposomów, peptydów penetrujących błony, kulek magnetycznych oraz zwykłego wirowania. Rodzaj tkanki użytej do mitoterapii ma istotny wpływ na efektywność zabiegu.
W jednym z badań stwierdzono, że mitochondria z egzogennych organów pomogły zapobiec wystąpieniu choroby Parkinsona w eksperymentalnym modelu mysim. Uważa się, że egzogenne mitochondria przekraczają barierę krew-mózg (BBB) na drodze transcytozy. Podczas tego procesu tworzy się mikrocząsteczka zawierająca mitochondrium. Pęcherzyk ten łączy się następnie z błoną cytozolu.
W innych badaniach stwierdzono, że mitochondria z linii komórkowej chomika były skuteczne w ochronie neuronów szczura przed stresem niedokrwiennym. Ponadto mitochondria allogeniczne zwiększały również aktywność lokomotoryczną. Ksenogeniczne mitochondria zmniejszyły również śmierć neuronów dopaminergicznych w modelu choroby Parkinsona u szczurów. Jednak przeszczepy ksenogeniczne były mniej skuteczne niż allogeniczne w dłuższym okresie czasu. Ponadto ksenogeniczne mitochondria nie były skuteczne w ochronie komórek mózgu szczurów przed uszkodzeniem i nie poprawiały ETC.
Chociaż źródło mitochondriów do mitoterapii nie jest obecnie w pełni poznane, istnieje coraz więcej dowodów na to, że dysfunkcja mitochondriów może przyczyniać się do wielu zaburzeń wątrobowych. W szczególności dysfunkcja mitochondriów może powodować zmienioną chemię wątrobową i sygnalizację zapalną. Mitoterapia może być zatem obiecującą strategią leczenia tych zaburzeń.
Źródło mitochondriów do mitoterapii jest kluczowym elementem tej terapii. Źródło mitochondriów to złożony proces, który jest regulowany przez tropizm. Kiedy mitochondria są wstrzykiwane do zwierzęcia, są rozproszone w organizmie i dlatego są bardziej podatne na internalizację. U myszy, dożylnie podawane mitochondria gromadziły się w płucach czerniaka niż u zdrowych myszy. Podobnie szczury z niedokrwieniem rdzenia kręgowego gromadziły oznakowane egzogenne mitochondria w lewym górnym kwadrancie brzucha.
Zastosowanie cytochromu C pozwala badaczom kontrolować integralność mitochondriów oraz kontrolować ich oddychanie i aktywność enzymów macierzy. Wysokiej jakości mitochondria powinny mieć minimalną respirację (mniej niż 15% wzrost zużycia tlenu) i brak aktywności enzymów macierzy w supernatancie. Jeśli te pomiary są niewystarczające, można zastosować inne techniki w celu uzyskania dokładnych informacji.
Mitoterapia może działać przeciwstarzeniowo poprzez zwiększenie fagocytozy fagocytów do cząstek egzogennych. Wiadomo również, że zmniejsza odpowiedź zapalną spowodowaną śmiercią komórek.
Rodzaje mitoterapii
Dysfunkcja mitochondriów jest jedną z najczęstszych przyczyn starzenia się. Komórki te są źródłem całej energii i są niezbędne do przetrwania komórek. Mitochondrialna teoria starzenia się była szeroko badana, ponieważ sugeruje, że zmniejszona funkcja mitochondriów jest ściśle związana ze starzeniem się. Mitoterapia jest skutecznym sposobem leczenia starzenia, ponieważ może uzupełnić bioenergię i zmniejszyć stres oksydacyjny. Dysfunkcja mitochondriów może również upośledzać funkcjonowanie mózgu, ze spadkiem uczenia się i pamięci.
Mitoterapia działa poprzez stymulację fagocytów do zwiększenia ich fagocytozy egzogennych cząstek. Proces ten zwiększa komórkową odpowiedź immunologiczną na szkodliwe ligandy i patogeny. Mitoterapia może być obiecującą metodą leczenia NAFLD. Obecnie istnieją dwa główne rodzaje mitoterapii: terapia komórkami macierzystymi i terapia genowa.
Jeden z najbardziej powszechnych rodzajów mitoterapii polega na przeniesieniu zdrowych mitochondriów z komórek dawcy do komórek biorcy. Technika ta jest skuteczna w przypadku wielu chorób, w tym stłuszczenia wątroby i uszkodzenia niedokrwienia-reperfuzji mięśnia sercowego. Poprawia również funkcję wątroby, więc potencjalnie może być potencjalnym sposobem leczenia niektórych schorzeń wątroby.
Mechanizmy działania mitochondriów
Wykorzystując mitochondria z chomików, naukowcy byli w stanie złagodzić obszar zawału i przywrócić sprawność ruchową modelom udaru MCAO. Przeszczep mitochondriów promował również neuroprotekcję i zmniejszył rozmiar zawału mózgu, a także zmniejszył reaktywną astrogliozę i śmierć neuronów u myszy. To odkrycie zasugerowało potencjalną rolę mitochondriów w mitoterapii.
Mitoterapia zmniejszyła również markery neurozapalne związane z chorobą Alzheimera. Hamowała infiltrację neutrofilów i gliozę na granicy niedokrwionych obszarów mózgu. Zmniejszało sygnalizację zapalną i zmniejszało zachowania podobne do depresji w mysim modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego i choroby Alzheimera.
Wykazano, że mitoterapia jest skuteczna w kilku modelach zwierzęcych, w tym w niedokrwionym sercu królika i świńskim modelu niedokrwienia/reperfuzji. Mitoterapia została również wykazana w celu poprawy funkcji serca po przedłużonym zimnym niedokrwieniu w przeszczepach serca u myszy. Ponadto infuzja przed niedokrwieniem mitochondriów do tętnicy wieńcowej zmniejszyła rozmiar zawału i poprawiła funkcję serca u szczurów z cukrzycą.
Mechanizmy działania mitochondriów w mitoterapii nie są do końca poznane. Należy jednak pamiętać, że mitoterapia może być podawana jako pojedyncze iniekcje lub jako leczenie przewlekłe. Obie metody mogą być korzystne, choć wybór leczenia zależy od rodzaju choroby, która jest leczona.
Aktywowane astrocyty uwalniają cząsteczki zawierające mitochondria do uszkodzonych neuronów poprzez endocytozę zależną od aktyny. Zapobiega to śmierci neuronów, jak również hamuje uwalnianie reaktywnych form tlenu. Mitochondria w mózgu są niezbędne do rozwoju nowych neuronów oraz utrzymania żywotności i funkcjonalności komórek.
Produkcja ATP w cytozolu mitochondrialnym jest regulowana przez dynamiczny proces morfogenezy. Cytozolowe białko związane z dynaminą, czyli Drp1, rekrutuje się do zewnętrznej błony mitochondrialnej. Po rekrutacji, oligomery Drp1 zwężają błonę mitochondrialną poprzez hydrolizę GTP. Mitofusin-1 i -2 zakotwiczają zewnętrzną błonę i pośredniczą w fuzji. Wewnętrzna błona mitochondrialna jest regulowana przez GTPazę białko atrofii optycznej.
Wyniki te wskazują, że mitoterapia może poprawić międzykomórkowy mitochondrialny mechanizm kontroli jakości. Może to również prowadzić do poprawy leczenia klinicznego. Poprzez poprawę mitochondrialnego mechanizmu kontroli jakości, może być w stanie opóźnić progresję PD. Ta nowa wiedza może stanowić podstawę dla przyszłej terapii mitochondrialnej.
Ponieważ choroby mitochondrialne występują w losowo zmutowanych komórkach, ich objawy wahają się od łagodnych do ciężkich i mogą dotyczyć jednego lub więcej narządów. Pacjenci z chorobami mitochondrialnymi mogą mieć objawy w każdym wieku. Nawet pacjenci z tymi samymi mutacjami w mitochondrialnym DNA mogą mieć różne objawy, wiek wystąpienia i ciężkość.
Oprócz ich ról metabolicznych, mitochondria są zaangażowane w patogenezę przewlekłych chorób wątroby, w tym zapalenia wątroby typu B i zapalenia wątroby typu C. Jako takie, mitoterapia, która celuje w funkcję mitochondriów, ma potencjał otwarcia ścieżek terapeutycznych dla przewlekłych chorób wątroby.
Podobne tematy