Здоровые митохондрии для повреждённых клеток

Митохондриальная дисфункция играет ключевую роль в патогенезе многих заболеваний. Она участвует в развитии нейродегенеративных болезней, сердечной недостаточности, оптической нейропатии и других патологий. В последние годы обсуждают трансплантацию митохондрий как потенциальную терапию, однако основной проблемой остаётся отсутствие точной доставки органелл к нужным клеткам.

Исследовательская группа из Швейцарии разработала систему MitoCatch, которая обеспечивает направленную доставку здоровых митохондрий к клеткам, поражённым патологией. Работа опубликована в Nature.

Технология основана на использовании инженерных белковых «биндеров». Они связывают донорские митохондрии с мембранами целевых клеток. Система включает три варианта взаимодействия:

– MitoCatch-C – биндеры располагаются на поверхности клетки;
– MitoCatch-M – биндеры закреплены на митохондриях;
– MitoCatch-Bi – биспецифические белки связывают митохондрию и клеточную мембрану.

Такая архитектура позволяет направлять митохондрии к конкретным типам клеток. Исследователи продемонстрировали in vitro доставку органелл в различные клетки человека и мыши, включая нейроны, клетки сетчатки, кардиомиоциты, эндотелиальные и иммунные клетки.

Эксперименты показали, что трансплантированные митохондрии эффективно захватываются клетками-реципиентами. После попадания в цитозоль они сохраняют динамику, участвуют в процессах слияния и деления и интегрируются в митохондриальную сеть клетки.

Имплантированные митохондрии способствовали выживанию поврежденных нейронов от человека с атрофией зрительного нерва in vitro и после повреждения нейронов у мышей in vivo. При этом в животных моделях не выявили иммунной реакции на введённые митохондрии.

Авторы рассматривают MitoCatch как платформу для целевой митохондриальной терапии. Таргетированная трансплантация органелл может стать новым направлением лечения заболеваний, связанных с нарушением клеточной энергетики.

Источник: Ayupov, T., Moreno-Juan, V., Curtoni, S. et al. Cell-type-targeted mitochondrial transplantation rescues cell degeneration. Nature (2026)