La plupart des cellules animales, végétales et fongiques contiennent des organites appelées mitochondries. Ces descendants d'un endosymbionte bactérien primordial préservent toujours des gènes distincts et sont connus pour leur capacité à créer l'ATP comme énergie chimique. Ils ont également d'autres fonctions importantes, notamment la signalisation cellulaire, la détection virale et bactérienne, la division cellulaire, la mort cellulaire et les réponses immunitaires innées et adaptatives. Par conséquent, une altération de la fonction mitochondriale peut entraîner le vieillissement et les maladies liées à l'âge.
Un domaine de recherche émergent est le transfert évolutif conservé de mitochondries entre les cellules. Pourtant, les chercheurs manquaient de termes et de pratiques uniques et universellement acceptés pour décrire de tels transferts. En l'absence d'une nomenclature et des pratiques standard convenues, différents chercheurs peuvent utiliser des méthodes et une terminologie différentes pour décrire le même événement, ou ils peuvent utiliser le même terme qui décrivent réellement deux processus différents.
Au cours des dernières années, nous avons compris que les mitochondries peuvent être transférées d'une cellule à une autre, et que les mitochondries isolées peuvent être transplantées comme une greffe d'organe. Bien que les origines du transfert de mitochondries ne soient pas claires, il a été observé dans des eucaryotes évolutives diverses, notamment la levure, les mollusques, les poissons et les rongeurs, ainsi que dans les cellules humaines. Nous commençons tout juste à comprendre comment les altérations de ce processus contribuent à la pathogenèse de la maladie et comment exploiter la biologie du transfert et de la transplantation des mitochondries pour développer de nouvelles thérapies. «
Keshav K. Singh, Ph.D., professeur, Université de l'Alabama à Birmingham Department of Genetics
En 2024, Singh et Jonathan Brestoff, MD, Ph.D., Washington University School of Medicine, Saint Louis, Missouri, ont mis en place un consortium international sur le transfert et la transplantation des mitochondries et a dirigé une équipe internationale de 31 chercheurs pour développer un consensus et des recommandations sur Comment faire avancer le domaine en fournissant une terminologie et des caractérisations communes pour le transfert ou la transplantation des mitochondries. Leur article de consensus, « Recommandations pour les mitochondries Transfer and Transplantation Nomenclature and Caractérisation », est publié dans la revue Métabolisme de la nature.
Le document commence par une brève histoire du domaine – certaines découvertes fondamentales précoces, des études récentes du transfert mitochondrial et du développement d'approches thérapeutiques, y compris l'ingénierie cellulaire et les essais cliniques pour les enfants nécessitant une oxygénation de la membrane extracorporelle.
Le document définit les types de transfert de mitochondries et de transplantation de mitochondries, et lorsque les types de cellules donneurs et accepteurs sont établis in vivo, qui définit un axe de transfert de mitochondries. L'article passe en revue les méthodes pour définir le transfert de mitochondries, y compris les protéines et colorants rapporteurs de mitochondries, les méthodes pour faire respecter le transfert et la discussion du sort des mitochondries après l'entrée des cellules. La nomenclature basée sur les mécanismes est grossièrement regroupée en transfert de mitochondries dépendantes des contacts, où la cellule donneuse et la cellule receveuse se touchent mutuellement, et les mitochondries indépendantes du contact.
Les recommandations examinent également les approches thérapeutiques de la transplantation de mitochondries, y compris la définition des transplantations; les types, la durabilité, le degré de greffe et l'hétérogénéité des transplantations; Ingénierie cellulaire utilisant des mitochondries extracellulaires; et les médicaments qui affectent le transfert de mitochondries. Les mitochondries extracellulaires sont courantes chez l'homme – par exemple, il y a environ 3 à 12 milliards de mitochondries extracellulaires dans une unité de plaquettes sanguines, un produit sanguin qui est régulièrement et en toute sécurité transfusée aux patients par voie intraveineuse.
Le document conclut que « l'objectif de cette nomenclature proposée est de réduire la confusion qui peut être causée par l'introduction de différents noms pour des processus similaires ou des sous-ensembles de mitochondries extracellulaires à mesure que ce champ a évolué. Nous reconnaissons que le transfert et la transplantation des mitochondries sont des zones très actives. de recherche et qu'il est possible que de nouvelles résultats et idées puissent nécessiter des mises à jour de la nomenclature proposée. «
Singh a un intérêt de longue date pour les mitochondries. Il a été le rédacteur en chef de la revue Mitochondrion et le fondateur de la Society for Mitochondria Research and Medicine. En 2007 et 2009, son laboratoire a montré que les mitochondries de souris isolées peuvent être transférées dans les cellules humaines par co-incubation, fournissant une preuve de principe pour le transfert de mitochondries par diffusion, et que les mitochondries plaquettaires transplantées par xéno d'une femme afro-américaine qui ont souffert agressive Le cancer du sein à un jeune âge a pu récapituler l'agressivité du cancer du sein chez la souris. À cette époque, ces résultats n'ont pas été appréciés par le domaine, dit Singh.
En plus des auteurs correspondants Singh et Bresthoff, 29 autres chercheurs sont co-auteurs de la Métabolisme de la nature papier.
À l'UAB, Genetics est un département de la Marnix E. Heersink School of Medicine.
