نجات اندام در حال مرگ با پیوند میتوکندری

به گزارش نیو اطلس، میتوکندری‌ها به عنوان نیروگاه سلول‌ها شناخته می‌شوند که گلوکز و اکسیژن را جذب می‌کنند و در ازای آن انرژی تولید می‌کنند. اما این نقش مرکزی در عملکرد سلولی به این معنی است که وقتی همه چیز به هم می‌ریزد، می‌تواند عواقب جدی برای عملکرد اندام‌ها داشته باشد، به ویژه در مواردی برای اندامی مانند قلب و مغز که انرژی زیادی می‌طلبند.

جایگزینی میتوکندری‌هایی که عملکرد درستی ندارند با نسخه‌های گرفته شده از سلول‌های سالم به عنوان یک درمان امیدوارکننده اما هنوز تجربی برای درمان چنین شرایطی در نظر گرفته می‌شود و اکنون یک پیشرفت جدید، این تکنیک را به استفاده بالینی نزدیک می‌کند.

این درمان نوآورانه که به عنوان "پیوند میتوکندری" شناخته می‌شود، در مطالعات حیوانی به عنوان راهی برای جوانسازی بافت‌های متاثر از اختلال عملکرد میتوکندری، نویدبخش عمل کرده است. این روش، شامل پیوند بافت‌ها یا تزریق میتوکندری سالم به بافت‌های آسیب‌ دیده است، جایی که توسط سلول‌ها جذب می‌شوند تا به بهبودی آنها کمک کنند و همچنین در موارد نادری برای درمان قلب‌های آسیب ‌دیده در نوزادان تازه متولد شده نیز استفاده شده است. با این حال هنوز استفاده بالینی از آن محدود است.

اکنون دانشمندان در موسسه فناوری فدرال زوریخ(ETH) روش جدیدی برای پیوند میتوکندری ابداع کرده‌اند که به گفته آنها نرخ بقای بالای سلول‌ها را تضمین می‌کند و کارایی بی‌نظیری را ارائه می‌دهد.

این پیشرفت به توانایی جدیدی برای دستکاری اندامک‌ها - ساختارهای درون سلول‌ها – تکیه دارد که به لطف نانوسرنگ استوانه‌ای که به طور ‌ویژه توسعه‌ یافته ممکن شده است. این ابزار کوچک، دانشمندان را قادر می‌سازد تا غشای سلول‌های سالم را سوراخ و به آن نفوذ کنند، میتوکندری‌های کروی را با این نانوسرنگ بمکند، غشای سلول آسیب دیده را سوراخ کرده و میتوکندری را در خانه جدید خود قرار دهند.

دانشمندان این کار را با کمک نور لیزر انجام می‌دهند تا موقعیت سرنگ را دقیقاً کنترل کنند و تنظیم کننده‌های فشار را که جریان آن را تنظیم می‌کنند و امکان انتقال حجم بسیار کمی از مایع را فراهم می‌کنند، تحت کنترل داشته باشند.

این بدان معناست که این روش، کم‌تهاجمی است و در آزمایشات مشخص شد که میتوکندری پیوندی دارای نرخ بالای بقای بیش از ۸۰ درصد است. این میتوکندری‌های پیوندی هنگامی که در سلول‌های جدید قرار گرفتند، مشاهده شد که با شبکه‌ای از دیگر میتوکندری‌ها در عرض حدود ۲۰ دقیقه ترکیب می‌شوند. به گفته محققان، نتایج نشان می‌دهد که این رویکرد اکنون به نقطه‌ای از امکان استفاده عملی و بالینی رسیده است.

"کریستف گابلاین" نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: سلول‌های دهنده و گیرنده هر دو از این روش کم‌تهاجمی جان سالم به در می‌برند.

این تکنیک می‌تواند به عنوان راهی برای درمان اندام‌های بیمار به کار رود، اما ممکن است در حوزه سلول‌های بنیادی ضد پیری و جوان‌کننده که با افزایش سن در فعالیت‌های متابولیکی مختل می‌شوند نیز استفاده شود. دانشمندان همچنین قصد دارند از این تکنیک برای مطالعه چگونگی پیدایش میتوکندری از طریق یک فرآیند تکاملی به نام "اندوسیمبیوز"(endosymbioses) استفاده کنند.

"جولیا ورهولت" رهبر این مطالعه گفت: ما می‌خواهیم فرآیندهایی را که نحوه همکاری بخش‌های مختلف سلولی را کنترل می‌کنند، درک کنیم و امیدواریم بتوانیم چگونگی توسعه این همزیستی‌ها در طول زمان تکامل را کشف کنیم.

این تحقیق در مجله PLOS Biology منتشر شده است.