Инженеры биомедицинской отрасли из Texas A&M разработали метод, который повышает производство митохондрий в стволовых клетках и даёт возможность передавать эти органеллы старым или повреждённым клеткам. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, показала, что в присутствии микроскопических наночастиц в форме цветка стволовые клетки производили в два раза больше митохондрий.
При размещении таких усиленных клеток рядом с повреждёнными или состарившимися клетками происходила передача митохондрий: в эксперименте этот обмен был в 2–4 раза активнее по сравнению с необработанными клетками. Получив дополнительные митохондрии, ранее повреждённые клетки восстановили производство энергии, вернули некоторые функции и стали более устойчивыми к гибели, в том числе после воздействия химиотерапевтических препаратов. Исследователи описали обработанные стволовые клетки как «митохондриальные биофабрики».
Наночастицы изготовлены из дисульфида молибдена: они больше многих молекул лекарств и остаются внутри клетки, где продолжают стимулировать образование митохондрий. Учёные отмечают, что в отличие от малых молекул, которые требуют частых повторных доз, терапия на основе таких наночастиц потенциально может нуждаться только в ежемесячном введении. Профессор Akhilesh K. Gaharwar подчеркнул возможность вернуть жизнеспособность без генетической модификации и без лекарств; John Soukar отметил, что эффект превзошёл ожидания и сравнил это с подключением нового аккумулятора к старой электронике.
Команда предполагает, что метод может быть универсальным для разных тканей и привела примеры возможных применений: размещение стволовых клеток рядом с сердцем при кардиомиопатии или инъекции клеток в мышцы при мышечной дистрофии. Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения, фондом Welch, Министерством обороны и Институтом по профилактике и исследованию рака Техаса, а также получило дополнительную поддержку от Texas A&M.
Сложные слова
- митохондрий — часть клетки, которая производит энергию
- органеллы — структура внутри клетки с определённой функцией
- стволовые клетки — клетка, которая может делиться и превращатьсястволовых клетках
- наночастиц — очень маленькая частица размером в нанометрыНаночастицы
- дисульфида — химическое соединение с двумя атомами серы
- жизнеспособность — способность клетки выживать и функционировать
- кардиомиопатии — заболевание сердечной мышцы, нарушающее работу
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества и риски вы видите у терапии, которая передаёт митохондрии от стволовых клеток повреждённым клеткам?
- Какие практические трудности могут возникнуть при применении этого метода для лечения сердечных или мышечных заболеваний?
- Насколько важно, что метод не требует генетической модификации и частых повторных доз? Обоснуйте ответ.
