Стволовые клетки могут выступать в качестве доноров митохондрий
Американские ученые обнаружили способность стволовых клеток снабжать поврежденные клетки митохондриями
Результаты довольно необычной работы были опубликованы учеными из Центра генной терапии Университета Тулейна (Новый Орлеан, США) в журнале PNAS. В серии экспериментов ими было показано, что культивирование в одной среде стволовых клеток (клетки костного мозга человека либо фибробласты кожи) с клетками, содержащими поврежденные митохондрии, приводит к полному выздоровлению дефектных клеток.
Митохондрии являются жизненно важными органеллами эукариот и играют ключевую роль в окислительном фосфорилировании, аэробном метаболизме глюкозы и жирных кислот, сигнальном пути кальция и апоптозе клеток. Митохондрии наследуются по материнской линии и содержат в себе митохондриальную ДНК (мтДНК), состоящую у человека из 16568 пар оснований. Такая короткая нуклеотидная последовательность мтДНК кодирует лишь незначительную часть всех белков и РНК, содержащихся в митохондрии.
Ранее считалось, что митохондрии были приобретены предшественниками эукариот в процессе эволюции (под митохондриями подразумевали предков прокариот), однако факт кодирования большинства митохондриальных белков и РНК генами ядерной ДНК поставило это предположение под сомнение.
Митохондриальная ДНК в отличие от ядерной не защищена гистонами и поэтому легче подвергается мутациям. В связи с этим существует множество наследственных и приобретенных митохондриальных болезней.
Американские ученые, обработав клетки человека этидием бромида, вызвали несовместимые с жизнью в обычной среде повреждения в мтДНК этих клеток. Следующим этапом экспериментов было культивирование клеток с поврежденными мтДНК вместе со стволовыми клетками.
Оказалось, что стволовые клетки могут выступать в качестве доноров здоровых мтДНК. 97% больных клеток были излечены путем обновления их митохондриального состава. Было рассчитано, что наличие 100 стволовых клеток костного мозга достаточно для выведения одной здоровой колонии клеток.
Механизм транспортировки мтДНК в больные клетки остался вне поля зрения исследователей, но, скорее всего, передача мтДНК осуществляется за счет перехода целых митохондрий внутри везикул. По крайней мере, под микроскопом было видно, что сразу после контакта стволовых клеток с дефектными, происходит мобилизация мтДНК стволовых клеток и их концентрация на периферии. Кроме того, генетический анализ подтвердил факт замещения больных митохондрий здоровыми.
Очевидно, что больные клетки издают сигналы о бедствии, а стволовые клетки способны их улавливать и приходить на помощь. Подобное можно видеть в случае повреждения мышечных клеток, когда их восстановление происходит за счет клеток-сателлитов.
Результаты исследования ученых открывают новые возможности в лечении кардиомиопатий, ИБС, нейродегенеративных заболеваний, болезней печени и злокачественных опухолей.
GenoTerra
|
Головин Александр Павлович
МАКСИМОВА Марина (МакSим)
GUF (Гуф)
АРШАВИН Андрей Сергеевич
АМИРОВ Саид Джапарович
МЕЛЬНИКОВА Даша
ЗАДОРОЖНАЯ Настя (Стася)
СЫЧЕВ Дмитрий
Влад Топалов
ДАФФ Хилари(Hilary Duff)
ШАТУНОВ Юрий Васильевич
