Le chercheur de l'Université du Connecticut, le Dr George Wu, a récemment publié un article dans le Journal de gastroentérologie et hépatologie décrivant son expérience réussie délivrant des mitochondries aux cellules hépatiques.
Cette expérience révolutionnaire marque la première fois que les chercheurs réussissent à introduire des mitochondries dans des cellules spécifiques d'animaux vivants.
Les mitochondries génèrent de l'énergie à partir de la conversion des acides gras et des glucides en dioxyde de carbone et en eau, alimentant les cellules dans tout le corps. Il existe un lien significatif entre les dommages mitochondriaux et diverses maladies du foie. Lorsque les mitochondries sont endommagées, elles ne peuvent pas fournir au foie suffisamment d'énergie pour fonctionner normalement. Cela entraîne la mort des cellules hépatiques et une insuffisance hépatique.
Actuellement, le seul traitement de l'insuffisance hépatique est une greffe d'organe complète. Les chirurgiens effectuent environ 8 000 transplantations hépatiques par an aux États-Unis, mais en raison d'une pénurie de foies de donneurs, des milliers d'autres personnes sur la liste d'attente pour une transplantation mourront avant d'en recevoir une.
En utilisant leur connaissance d'un récepteur bien caractérisé sur le foie, Wu et son équipe ont précédemment montré que les mitochondries peuvent être enrobées de certaines protéines porteuses qui conduisent le foie à les reconnaître et à les absorber. Ces protéines ont exposé le galactose, une sorte de sucre, à leur surface. Le galactose agit comme un signal permettant au foie d'internaliser cette protéine.
« Nous avons profité d'un mécanisme normal et naturel », explique Wu.
Cet article révèle que des complexes mitochondriaux sains peuvent être administrés au foie de rats vivants par simple injection intraveineuse.
L'équipe a récolté des mitochondries à partir d'échantillons de souris. Les mitochondries ont été mélangées avec un vecteur protéique et purifiées pour former des complexes qui pourraient être absorbés par le foie.
Avec les mitochondries, Wu a injecté un peptide qui a facilité la libération des mitochondries une fois qu'elles ont atteint les cellules. Ce peptide a permis aux mitochondries d'être absorbées dans le cytoplasme des cellules hépatiques plutôt que d'être digérées, ce que le foie fait à la plupart des molécules qu'il intériorise.
« Si vous n'en avez pas, les mitochondries pourraient être ciblées sur les cellules du foie, mais elles seraient détruites », explique Wu.
À la fin de l'expérience, Wu et ses collègues ont découvert qu'environ 27% du total des mitochondries injectées étaient détectées dans le foie, une proportion importante à des fins thérapeutiques.
Moins de 2% ont été trouvés dans la rate et moins de 1% dans les poumons, suggérant que l'absorption n'était pas aléatoire et uniformément répartie dans tous les organes. En d'autres termes, les chercheurs ont réussi à créer un revêtement protéique qui rendait les mitochondries spécifiquement identifiables et internalisées par le foie.
La réalisation était loin d'être acquise, car les mitochondries ne voyagent pas normalement dans le sang. Les nombreux obstacles potentiellement mortels en ont fait un voyage pénible vers le foie par le biais des veines vers le cœur, les poumons, et enfin à travers les artères vers le foie et le reste du corps. Les mitochondries enrobées étaient apparemment capables de survivre au contact avec les cellules sanguines, les protéines sanguines, les vaisseaux sanguins étroits et les attaques potentielles du système immunitaire.
« Pour moi, il est plutôt étonnant que nous puissions détecter n'importe quelle mitochondrie du donneur », dit Wu. « Quand on considère tous les obstacles qui pourraient gêner. »
Bien que cette expérience n'ait mesuré que les effets à court terme de la greffe mitochondriale, il existe des avantages potentiels à long terme.
Les mitochondries ont leur propre ADN et ARN, ce qui signifie qu'elles peuvent se reproduire indépendamment du reste de la cellule. Les mitochondries transplantées peuvent se répliquer avec les cellules pendant la division cellulaire.
Toutes les cellules ont un certain nombre de mitochondries dont elles ont besoin pour poursuivre leurs activités. Wu spécule que les cellules peuvent éliminer progressivement les mitochondries endommagées à mesure que les mitochondries saines et donneuses augmentent en nombre jusqu'à ce qu'elles aient le bon nombre de mitochondries saines.
La prochaine étape de cette recherche consiste à tester la méthode avec des rats atteints de lésions hépatiques mitochondriales. Cela montrera une pertinence clinique pour potentiellement développer cette technique pour le traitement des maladies du foie.
Ce processus a le potentiel de combler une grave lacune dans le traitement des maladies du foie. Il peut même éventuellement être utilisé pour traiter d'autres maladies dans tout le corps affectées par un dysfonctionnement ou des dommages mitochondriaux.
Wu travaille maintenant avec le groupe de transfert de technologie d'UConn et a obtenu un brevet sur la transplantation ciblée de mitochondries vers les hépatocytes. L'Université a déposé une protection par brevet sur la preuve de principe chez les animaux.
La source:
Université du Connecticut
