Vedci našli spôsob, ako „dobíjať“ ľudské bunky. Tento objav môže zásadne spomaliť starnutie
Vedci objavili spôsob, ako dodať starým a poškodeným bunkám nové mitochondrie. Kmeňové bunky s "nanokvetmi" dokážu preniesť energiu do oslabených tkanív a obnoviť ich funkciu, čo otvára cestu k spomaleniu starnutia aj k liečbe chorôb srdca a svalov.
Predstav si, že by si vedel „dobíjať“ svoje bunky rovnako jednoducho, ako dobíjaš mobil. Znie to ako sci-fi, však? Lenže podľa výskumníkov z Texas A&M University už nemusí ísť o žiadnu fantáziu. Vedci totiž objavili spôsob, ako oslabeným ľudským bunkám dodávať nové mitochondrie, teda ich vnútorné batérie. A výsledky sú také prelomové, že môžu raz zmeniť liečbu starnutia, srdcových chorôb aj poškodení po chemoterapii.
Za všetko môžu malé elektrárne v bunkách
Mitochondrie sú miniatúrne štruktúry, ktoré v bunke vyrábajú energiu. Každý orgán, ktorý veľa pracuje, srdce, mozog, svaly, je na ne úplne odkázaný. Problém nastane, keď mitochondrií začne ubúdať alebo prestanú fungovať naplno. Tento úbytok sa objavuje pri starnutí, pri neurodegeneratívnych ochoreniach aj pri poškodení, ktoré spôsobujú lieky, vrátane chemoterapie. Bunky tak prichádzajú o schopnosť vyrábať dostatok energie a celé tkanivo začína slabnúť.
Ak mitochondrií ubudne príliš, bunka jednoducho nemá palivo. Začne sa spomaľovať, prestáva plniť svoje úlohy a napokon môže odumrieť. Dá sa to prirovnať k notebooku s úplne zničenou batériou, môže byť technicky v poriadku, no bez energie je ti nanič.
Nanokvety: mikroskopické špongie, ktoré spustia nový život
Výskumníci preto vytvorili zvláštne nanočastice, ktoré nazvali nanokvety. Pod mikroskopom vyzerajú ako malé kvety a sú vyrobené z molybdén disulfidu. Ich tvar nie je náhodný, pretože množstvo drobných pórov umožňuje, aby fungovali ako špongia. V bunke dokážu zachytávať reaktívne formy kyslíka, teda škodlivé molekuly, ktoré vznikajú pri strese alebo poškodení a ktoré brzdia tvorbu mitochondrií. Ak je takýchto molekúl priveľa, bunka nedokáže fungovať normálne a jej energetický systém sa doslova dusí.
Keď však nanokvety tieto škodliviny pohlcujú, zníži sa vnútrobunkový stres a bunky automaticky aktivujú gény zodpovedné za tvorbu nových mitochondrií. Je to podobné, ako keď po dlhom vetraní zmizne dym z miestnosti a ty konečne môžeš zhlboka dýchať. Bunky sa v takom prostredí opäť naštartujú a začnú fungovať tak, ako by mali.
Neprehliadni
Kmeňové bunky sa premenia na továrne na mitochondrie
Najprelomovejšia časť objavu spočíva v tom, čo sa stane, keď nanokvety prídu do kontaktu s kmeňovými bunkami. Tie majú prirodzenú schopnosť pomáhať iným bunkám tým, že im odovzdávajú mitochondrie. Bežne ich zdieľajú len malé množstvo, no po aktivácii nanokvetmi sa situácia zmenila. Kmeňové bunky začali produkovať až dvojnásobné množstvo mitochondrií a pretože ich mali prebytok, dokázali ich odovzdávať ďalším bunkám vo svojom okolí. Podľa výskumníkov tak prenášali dva až štyrikrát viac mitochondrií než zvyčajne, čo v praxi znamená, že sa z nich stali skutočné energetické továrne.
V tlačovej správe výskumníci vysvetľujú, že týmto spôsobom „natrénovali zdravé bunky, aby delili svoje rezervné batérie so slabšími“. Je to jednoduchý, ale veľmi silný princíp: keď sa zdravá bunka podelí o energiu, uvoľní tým poškodeným bunkám ruky a tie sa môžu opäť vrátiť k svojej práci.
Poškodené bunky ožili ako vymenené
Najviditeľnejší efekt vedci zaznamenali v hladkých svalových bunkách, ktoré sa bežne nachádzajú napríklad v srdci. Keď dostali nové mitochondrie, dokázali sa obnoviť trikrát až štyrikrát rýchlejšie než normálne. V prípade srdcových buniek poškodených chemoterapiou bola miera prežitia výrazne vyššia a bunky opäť dokázali vyrábať energiu, ktorú predtým stratili. Poškodené bunky sa tak doslova správali, akoby dostali novú batériu.
Je toto prvý krok k spomaleniu starnutia?
Ak by sa táto technológia podarila overiť aj pri zvieratách a neskôr u ľudí, mohla by otvoriť cestu k úplne novým možnostiam liečby. Vedci naznačujú, že bunky obohatené o mitochondrie by sa dali umiestniť priamo pri srdcový sval pri liečbe srdcových ochorení, alebo do oslabených svalov pri svalovej dystrofii. Rovnako je teoreticky možné obnovovať aj mozgové bunky, ktoré trpia pri neurodegeneratívnych chorobách. A napokon, tento prístup by mohol pomôcť aj samotnému procesu starnutia, ktorý je do veľkej miery dôsledkom toho, že bunky postupne prichádzajú o energiu.
Veľkou výhodou nanokvetov je navyše to, že ide o väčšie častice, ktoré zostávajú v bunke dlhšie než liečivá. Podľa výskumníkov by teoreticky stačilo ich podávať len raz za mesiac, čo je v porovnaní s dnešnou liečbou obrovský rozdiel.
Odborníci tvrdia, že skutočný potenciál ešte len uvidíme
Autori výskumu upozorňujú, že sú zatiaľ len na začiatku a čaká ich dlhá cesta. Musia zistiť, aké dávkovanie je bezpečné, kam bunky do tela aplikovať a ako sa nanokvety správajú v dlhodobom horizonte. Napriek tomu sú optimistickí. Ako hovorí spoluautor John Soukar, „môžeme na tom pracovať donekonečna a každý deň objavovať nové spôsoby liečby“.
Ak sa tento prístup osvedčí, môže to byť prvý krok k tomu, aby sme raz dokázali spomaliť alebo dokonca obrátiť proces starnutia buniek a vyriešiť ochorenia, na ktoré dnes neexistuje účinná liečba.
