Lo studio rivela la presenza di mitocondri extracellulari funzionali nella circolazione sanguigna

I mitocondri sono organelli che sono trovati nelle celle eucariotiche. Un posto di respirazione cellulare, sono “le batterie„ delle cellule e svolgono un ruolo principale nel metabolismo energetico e nella comunicazione intercellulare. La loro particolarità è di possedere il loro proprio genoma, trasmesso solamente tramite la madre ed a parte dal DNA contenuto nel nucleo. I mitocondri possono a volte essere osservati fuori delle celle sotto forma di frammenti incapsulati all'interno dei microvesicles. In determinate circostanze molto specifiche le piastrine sono egualmente capaci di scaricare i mitocondri intatti nello spazio extracellulare.

Il lavoro di un gruppo piombo dal ricercatore Alain R. Thierry di Inserm all'istituto di ricerca sul cancro di Montpellier (Inserm/Université de Montpellier/istituto Cancro di Montpellier) ora ha rivoluzionato la conoscenza di questo organello rivelando che gli interi mitocondri extracellulari di funzionamento in effetti sono trovati nella circolazione sanguigna.

I ricercatori hanno usato i risultati precedenti che hanno indicato che il plasma di una persona in buona salute contiene il DNA fino a 50.000 volte più mitocondriale che il DNA nucleare. Hanno supposto che affinchè fosse rilevabile e quantificabile nel sangue in questo modo, il DNA mitocondriale dovesse essere protetto da una struttura della stabilità sufficiente. Per identificare una tal struttura, i campioni del plasma da intorno 100 persone sono stati analizzati.

Questa analisi ha rivelato la presenza nella circolazione sanguigna delle strutture altamente stabili che contengono gli interi genoma mitocondriali. A seguito di esame della loro dimensione e densità come pure dell'integrità del loro DNA mitocondriale, queste strutture osservate facendo uso di microscopia elettronica (fino a 3,7 milioni per ml di plasma) sono state rivelate per essere mitocondri intatti e funzionali.

Durante il periodo di sette anni della ricerca, gli scienziati hanno usato altrettanti approcci metodologici tecnici e come possibili convalidare questa presenza di fare circolare i mitocondri extracellulari nel sangue.

Quando consideriamo il numero puro dei mitocondri extracellulari trovati nel sangue, dobbiamo chiedere perché una tal scoperta non era stata fatta già. Il nostro gruppo ha sviluppato la competenza nella rilevazione specifica e sensibile di DNA nel sangue, lavorando alla frammentazione di DNA extracellulare derivata dai mitocondri in particolare.„

Alain R. Thierry, ricercatore di Inserm

Ma che cosa è il ruolo di questi mitocondri extracellulari? La risposta a quella potrebbe essere collegata alla struttura del DNA mitocondriale, simile a quella di DNA batterico, che gli dà la capacità di indurre le risposte immuni ed infiammatorie. Sulla base di questa osservazione, i ricercatori suppongono che questi mitocondri di circolazione potrebbero essere implicati in molti trattamenti fisiologici e/o patologici che richiedono la comunicazione fra le celle (quali i meccanismi di infiammazione). Effettivamente, gli studi recenti hanno dimostrato la capacità delle celle sicure di trasferire i mitocondri tra di loro, quali le cellule staminali con le cellule danneggiate. “I mitocondri extracellulari hanno potuto eseguire le varie mansioni come messaggero per l'intero organismo„, Thierry spiega.

Oltre alla sua importanza a nostra conoscenza della fisiologia, questa scoperta ha potuto piombo ai miglioramenti nella diagnosi, nel video e nel trattamento di determinate malattie. Infatti, il gruppo di ricerca ora sta dedicando la sua attenzione ad esaminare i mitocondri extracellulari come biomarcatori nella diagnosi e nel cancro prenatali non invadenti.

Source:

INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale)

Journal reference:

Al Amir Dache, Z., et al. (2020) Blood contains circulating cell‐free respiratory competent mitochondria. The FASEB Journal. doi.org/10.1096/fj.201901917RR.