Стволовые клетки отдают больным соседкам свои митохондрии
В последнее время ученые получают все больше данных в пользу того, что стволовые клетки могут способствовать омоложению и восстановлению поврежденных клеток путем передачи им своих митохондрий. Для этого плазматическая мембрана клетки-донора вытягивается, формируя трубочки, соединяющие ее цитоплазму с цитоплазмой клетки-реципиента. Количество таких структур, позволяющих стволовым клеткам делиться митохондриями со своими соседями, увеличивает в условиях стресса.
Более ранние работы показали, что нарушение функционирования митохондрий клеток легочного эпителия является ключевым звеном патогенеза астмы. Исследователи из Института геномики и интегративной биологии (Дели, Индия), работающие под руководством профессора Анурага Агравала (Anurag Agrawal), продемонстрировали, что осуществляемый мезенхимальными стволовыми клетками перенос митохондрий способствует восстановлению легочного эпителия в мышиной модели аллергического воспаления дыхательных путей. Более того, они идентифицировали белок, регулирующий перемещение митохондрий из клетки в клетку.
Оказалось, что перенос митохондрий невозможен без белка Miro1, представляющего собой фермент митохондриальную ГТФ-азу. Гиперэкспрессия этого белка мезенхимальными стволовыми клетками повышает эффективность митохондриального переноса, тогда как его отсутствие подавляет перемещение этих органелл.
Терапия мезенхимальными стволовыми клетками с высокой экспрессией белка Miro1 (MSCmiroHi) обеспечила исчезновение симптомов гиперреактивности дыхательных путей в трех независимых мышиных моделях аллерген-индуцированной астмы. В то же время внесение MSCmiroHi в культуру клеток бронхиального эпителия человека нормализовало функционирование митохондрий клеток, нарушенное в результате предварительного воздействия содержащей провоспалительные факторы среды, в которой культивировались индуцированные макрофаги. Гипперэкспрессия Miro1 не влияла на синтез мезенхимальными стволовыми клетками соединений, обладающих противовоспалительными свойствами, таких как оксид азота, трансформирующий фактор роста-бета, интерлейкин-10 и простагландин Е2, что исключало неспецифичные паракринные эффекты (термин «паракринный» применяется для описания гормонов, которые секретируются эндокринными железами и влияют на функцию расположенных вблизи от них клеток; эти гормоны практически не переносятся кровью или лимфой на значительные расстояния от места их секреции).
Схема из статьи в EMBO
Авторы надеются разработать подходы, которые позволят использовать сделанное ими открытие для повышения эффективности клеточной терапии заболеваний человека.
Статья Tanveer Ahmad et al. Miro1 regulates intercellular mitochondrial transport & enhances mesenchymal stem cell rescue efficacy опубликована в The EMBO Journal.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EMBO:
Stem cells overcome damage in other cells by exporting mitochondria.
20.01.2014