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Os pesquisadores mostram a possibilidade às bioenergéticas da pilha do controle mudando o índice das mitocôndria

Os pesquisadores no University of California, Irvine mostraram que podem dar a pilhas um impulso a curto prazo da energia com a transplantação mitocondrial. O estudo da equipe, publicado hoje no jornal da associação americana do coração, sugere que a transplantação mitocondrial poderia um dia ser empregada para curar várias desordens cardiovasculares, metabólicas e neurodegenerative - e para oferecer mesmo uma aproximação nova ao tratamento do cancro.

As mitocôndria são os motores que conduzem muitas actividades executadas por nossas pilhas. Se estes organelles são transformados ou julgados disfuncionais, as manifestações clínicas são devastadores, assim que nós decidimos estudar as conseqüências intracelulares da transplantação mitocondrial e determinar se seria um método viável para abrandar estas situações adversas e ajudar pacientes.”

Paria Ali derrama, o primeiro autor, um candidato de UCI Ph.D. na engenharia biomedicável

Houve umas tentativas prévias de usar a transplantação mitocondrial sob a forma da injecção directa ao músculo de coração nos infantes com doença cardíaca da fase final, mas o estudo de UCI é o primeiro para procurar dados nos resultados precisos da transplantação mitocondrial a níveis celulares e subcelulares. O artigo de JAHA esboça o esforço bem sucedido dos pesquisadores conseguir a transplantação mitocondrial e como determinaram sistematicamente sua capacidade para impulsionar a energia celular.

Para as experiências, Ali derrama as mitocôndria primeiramente isoladas pela centrifugação diferencial, seguida pela transplantação com o coincubation. Uma vez que as mitocôndria se tinham estabelecido em suas pilhas de anfitrião novas, executou a análise metabólica do fluxo para medir dois parâmetros chaves: a taxa do consumo do oxigênio e a acidificação extracelular avaliam, que fornecem a informação importante sobre o metabolismo celular e como bom as pilhas é consumir/que produz a energia. As análises foram conduzidas em dois, sete, 14 e 28 dias.

“Esta é essencialmente uma técnica para estudar quanto oxigênio está sendo consumido e os protão estão sendo emitidos, ou a taxa total da acidificação, como as mitocôndria produzem o triphosphate de adenosina, o combustível para nossas pilhas,” Ali Derramamento disse. “A análise metabólica do fluxo é uma maneira detalhada de avaliar deslocamentos predeterminados das bioenergéticas - os mecanismos por que as pilhas processam nutrientes na energia e como bom fazem esta. Ajuda-nos a compreender e fazer decisões sobre como a transplantação mitocondrial afecta bioenergéticas e o metabolismo celulares.”

Disse que a origem do endosymbiosis das mitocôndria é que inspirado seu trabalho.

“Biliões de anos há, as mitocôndria eram as bactérias prokaryotic que entraram perto o contacto com nossos eukaryotes ancestrais. Naquele tempo, eram completamente autônomos - até hoje, o ADN mitocondrial é separado e diferente do código genético em nossos núcleos de pilhas - mas agora são semiautonomous,” Ali Derramamento disse. “Isso conduziu-nos supr que se as pilhas adotaram livremente as mitocôndria idades há, deve - teòrica - ser possível conseguir igualmente isto em uma maneira dirigida.”

Seu conselheiro doutoral e o autor principal do papel, Dr. Arash Kheradvar, um professor de UCI da engenharia biomedicável e da medicina, disseram que este é exactamente o que sucedeu em fazer. “Paria podia mostrar em uma maneira definitiva, pela primeira vez, que é possível controlar bioenergéticas da pilha mudando o índice das mitocôndria em um cardiomyocyte,” Kheradvar disse.

Uma parte fundamental das experiências da equipe devia transplantar as mitocôndria saudáveis das pilhas de músculo esqueletal em cardiomyocytes de uma raça diferente (nonautologous) para centrar-se sobre as perguntas relativas especificamente às bioenergéticas da pilha. Os estudos confirmaram que as bioenergéticas celulares melhoram nas pilhas de anfitrião dois dias após a transplantação, mas este estado sobrecarregado diminui mais tarde.

“Em relação à viabilidade da transplantação mitocondrial em linha celular diferentes, nós fizemos muitas variações, incluindo o trabalho com pilhas de músculo esqueletal, T-pilhas e cardiomyocytes,” Ali Derramamento disse. “Nós testamos mesmo a possibilidade de transplantar as mitocôndria das pilhas do rato às pilhas humanas disponíveis no comércio, em nosso laboratório, para ver se há um mecanismo que impedisse tal procedimento; nós encontramos que isso transplantar as mitocôndria entre espécies diferentes é igualmente possível.”

Em seguida, a equipe planeia investigar se as mitocôndria interiorizadas estabelecem a sinalização com o núcleo de pilha e se estarão adotadas pelo anfitrião em uma base a longo prazo.

“Nós tomamos um muito cauteloso e a aproximação fundamental com este projecto, porque estes procedimentos celulares, como um biotherapy potencial, podem ter o desconhecido e possivelmente conseqüências graves,” Kheradvar disse. “Nós não quisemos apressar-se na experimentação humana sem conhecer todas as ramificação potenciais em termos da segurança e da eficácia. Embora nós tenhamos algumas hipóteses, ninguém conhece firme o que estão acontecendo quando estas mitocôndria são introduzidas dentro da pilha - ou se lá será efeitos secundários. Há muitas perguntas não respondidas que precisam de ser endereçadas.”

Source:
Journal reference:

Pour, P.A., et al. (2020) Bioenergetics Consequences of Mitochondrial Transplantation in Cardiomyocytes. JAHA. doi.org/10.1161/JAHA.119.014501.