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Los investigadores muestran posibilidad a las bioenergéticas de la célula del mando cambiando el contenido de las mitocondrias

Los investigadores en la Universidad de California, Irvine han mostrado que pueden dar a células un alza a corto plazo de la energía con el trasplante mitocondrial. El estudio de las personas, publicado hoy en el gorrón de la asociación americana del corazón, sugiere que el trasplante mitocondrial se podría un día emplear para curar diversos desordenes cardiovasculares, metabólicos y neurodegenerative - e incluso para ofrecer una nueva aproximación al tratamiento del cáncer.

Las mitocondrias son los motores que impulsan muchas actividades realizadas por nuestras células. Si estos organelos son transformados o juzgados disfuncionales, las manifestaciones clínicas son devastadoras, así que decidíamos estudiar las consecuencias intracelulares del trasplante mitocondrial y determinar si sería un método viable para atenuar estas situaciones adversas y ayudar a pacientes.”

Paria Ali vierte, el primer autor, candidato de UCI Ph.D. en la ingeniería biomédica

Ha habido tentativas anteriores de utilizar el trasplante mitocondrial bajo la forma de inyección directa al músculo cardíaco en niños con enfermedad cardíaca de la fase final, pero el estudio de UCI es el primer para buscar datos sobre los resultados exactos del trasplante mitocondrial en los niveles celulares y subcelulares. El artículo de JAHA contornea el esfuerzo acertado de los investigadores para lograr el trasplante mitocondrial y cómo cuantificaron sistemáticamente su capacidad de reforzar energía celular.

Para los experimentos, Ali vierte las mitocondrias primero aisladas por la centrifugación diferenciada, seguida por el trasplante con el coincubation. Una vez que las mitocondrias habían establecido en sus nuevas células huesped, ella realizó análisis metabólico del fundente para medir dos parámetros dominantes: el régimen del consumo del oxígeno y el régimen extracelular de la acidificación, que ofrecen la información importante sobre metabolismo celular y como de bien las células son consumo/que produce energía. Los análisis conducto en dos, siete, 14 y 28 días.

“Esto es esencialmente una técnica para estudiar se está consumiendo cuánto oxígeno y se están emitiendo los protones, o el régimen total de la acidificación, como las mitocondrias producen el trifosfato de adenosina, el combustible para nuestras células,” Ali Pour dijo. El “análisis metabólico del fundente es una manera completa de evaluar los índices de las bioenergéticas - los mecanismos por los cuales los alimentos de proceso de las células en energía y como de bien hacen esto. Nos ayuda a entender y a tomar decisiones sobre cómo el trasplante mitocondrial afecta a las bioenergéticas y a metabolismo celulares.”

Ella dijo que el origen del endosymbiosis de mitocondrias es lo que inspirada su trabajo.

Los “mil millones hace de años, las mitocondrias eran las bacterias procarióticas que entraron en cerca el contacto con nuestros eucariotas ancestrales. En aquel momento, eran totalmente autónomos - hasta el día de hoy, la DNA mitocondrial es separada y diferente de la clave genética en los nuestros núcleos de células - pero son semi-autónomos ahora,” Ali Pour dijo. “Eso nos llevó a presumir que si las células adoptaron libremente las mitocondrias hace edades, debe - teóricamente - ser posible también lograr esto de una manera dirigida.”

Su consejero doctoral y el autor importante del papel, el Dr. Arash Kheradvar, profesor de UCI de la ingeniería biomédica y del remedio, dijeron que esto es exactamente lo que ella tuvo éxito en hacer. “Paria podía mostrar en una manera definitiva, que es posible controlar las bioenergéticas de la célula cambiando el contenido de las mitocondrias en un cardiomyocyte,” Kheradvar dijo por primera vez.

Una parte fundamental de los experimentos de las personas era trasplantar las mitocondrias sanas de las células musculares esqueléticas en cardiomyocytes de una diversa raza (nonautologous) para centrarse en las preguntas relacionadas específicamente con las bioenergéticas de la célula. Los estudios confirmaron que las bioenergéticas celulares perfeccionan en las células huesped dos días después del trasplante, pero este estado sobrealimentado disminuye después.

“Con respecto a la viabilidad del trasplante mitocondrial en diversas variedades de células, hemos hecho muchas variaciones, incluyendo trabajo con las células musculares esqueléticas, T-células y cardiomyocytes,” Ali Pour dijo. “Incluso probamos la viabilidad de trasplantar las mitocondrias de las células de la rata a las células humanas disponibles en el comercio, en nuestro laboratorio, para ver si hay un mecanismo que previene tal procedimiento; encontramos que eso el trasplante de las mitocondrias entre diversas especies es también posible.”

Después, las personas proyectan investigar si las mitocondrias internadas establecen la transmisión de señales con el núcleo de célula y si serán adoptadas por el ordenador principal a largo plazo.

“Tomamos un muy prudente y la aproximación fundamental con este proyecto, porque estos procedimientos celulares, como biotherapy potencial, pueden tener desconocido y posiblemente consecuencias graves,” Kheradvar dijo. “No quisimos acometer en la experimentación humana sin conocer todas las ramificaciones potenciales en términos de seguro y eficacia. Aunque tengamos algunas hipótesis, nadie conoce firmemente qué está suceso cuando estas mitocondrias se introducen dentro de la célula - o si allí será efectos secundarios. Hay muchas preguntas por contestar que necesitan ser dirigidas.”

Source:
Journal reference:

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