Mezinárodní tým vědců z Česka a Francie odhalil mechanismus, kterým krevní destičky zlepšují léčebný potenciál mezenchymálních kmenových buněk. Při spojení si předávají mitochondrie, a tím posilují tvorbu látek, které urychlují hojení ran.

Výsledek tříletého výzkumu publikoval prestižní časopis Cell Metabolism ZDE.

Krevní destičky zvyšují aktivitu mezenchymálních kmenových buněk (MSC; zárodečné buňky, které mají schopnost se přetvořit v buňky jiné). Mechanismus, kterým zlepšují jejich terapeutický potenciál, však dosud nebyl objasněn.

Vědcům z Biotechnologického ústavu AV ČR se ve spolupráci s francouzskou Université Paris-Sud podařilo zjistit, že mezi krevními destičkami a mezenchymálními kmenovými buňkami dochází k přenosu mitochondrií („buněčné elektrárny"). Tento proces mění vlastnosti MSC tak, že posiluje procesy vedoucí k tvorbě látek, které zvyšují jejich vliv na hojení ran. 

„Vnesení krevních destiček spolu s mezenchymálními kmenovými buňkami do rány na povrchu pokusného zvířete - myši - vede ke zrychlenému hojení rány, což souvisí s revitalizačními vlastnostmi MSC a jejich zjevnému posílení mitochondriálním přenosem," vysvětluje prof. ing. Jiří Neužil, CSc., vedoucí Laboratoře molekulární terapie Biotechnologického ústavu AV ČR. 

„Součástí této práce je i zjištění, že přenos mitochondrií mezi krevními destičkami a MSC probíhá procesem endocytózy mitochondrií, které jsou ve formě mikroveziklů uvolňovány krevními destičkami. Domníváme se, že tento objev přispěje nejen k našemu chápání buněčných procesů, ale i revitalizačních schopností MSC a jejich potenciálního využití," doplňuje Jiří Neužil.

Tento proces zvyšuje terapeutickou účinnost MSC. Kombinací pokusů na buňkách a na celých zvířatech vědci prokázali, že mitochondrie z krevních destiček podporují změny v MSC, jež vedou k jejich revitalizačním vlastnostem. Výsledky odhalují nový mechanismus, kterým destičky zesilují vlastnosti MSC, a zdůrazňují význam testování kvality mitochondrií krevních destiček před jejich klinickým použitím. 

„Náš přínos spočívá zejména v tom, že jsme poskytli unikátní speciálně upravené myší modely, které mají červené mitochondrie," vysvětluje dál vedoucí laboratoře molekulární terapie Biotechnologického ústavu AV ČR. Pomocí těchto modelů pak společně vědci z obou zemí ukázali, ze mitochondrie z krevních destiček přecházejí do zárodečných buněk.

„Ukázalo se, že samotné mezenchymální kmenové buňky zrychlují hojení ran asi o 20 procent. Ovšem ve směsi s krevními destičkami dokonce až o 40 procent, což slibuje nadějné praktické využití," upozorňuje vědec. Jak konkrétně by mohlo vypadat, zatím nechce spekulovat. Důležitým poznatkem ovšem je, že krevní destičky, které se smíchají s mezenchymálními kmenovými buňkami, musejí mít plně funkční mitochondrie. Pokud jsou poškozené, hojení ran se nezkracuje.

Levá část obrázku ukazuje přenos respirujících mitochondrií z krevních destiček do mezenchymálních kmenových buněk, v nichž dojde ke změně metabolismu. Ta vede k vyšší produkci mastných kyselin, což stimuluje tvorbu a sekreci proangiogenních cytokinů, jako je VEGF. Tento cytokin pozitivně reguluje neovaskularizaci a v důsledku rychlejší hojení ran. Pravá část obrázku ukazuje, že při přenosu mitochondrií s narušenou respirací výše uvedené jevy nenastanou.

Na výzkumu se podílely Laboratoř molekulární terapie a Laboratoř reprodukční biologie Biotechnologického ústavu AV ČR v centru BIOCEV a laboratoř dr. Ann-Marie Rodriguez z Université Paris-Sud. Spolupráce pracovišť bude nadále pokračovat, vědci budou hledat cesty k pochopení molekulárního mechanismu přenosu mitochondrií z krevních destiček do MSC, aby bylo možné přenést nové poznatky do praxe.

Buněčné elektrárny pomůžou i při rakovině

Prof. Ing. Jiří Neužil, CSc. působí od roku 2005 jako vedoucí výzkumné skupiny v Biotechnologickém ústavu AV ČR. Publikoval více než 200 originálních či přehledných článků, jeho H-index je 54. Objevil mitochondriální komplex II jako nové zásahové místo pro léčbu nádorů a navrhl novou skupinu protirakovinných látek selektivně cílených do mitochondrií. Mezi jeho významné objevy patří horizontální přenos mitochondrií v modelu nádorových onemocnění. Je spoluautorem několika patentů, z nichž jeden je základem aktuálně probíhajícího testování nové protirakovinné látky na pacientech s nádorovými chorobami. Prof. Neužil se na výzkum mitochondrií soustředí dlouhodobě a podařilo se mu vyvinout protirakovinnou látku MitoTam, která se v současné době připravuje na druhou fázi klinických testů.

O nových přístupech k léčbě nádorů se zaměřením na mitochondrie pronesl prof. Neužil úspěšnou přednášku v rámci projektu Akademie věd ČR „ Strategie AV21 - Špičkový výzkum ve veřejném zájmu", kterou živě přenášela Česká televize 26. 4. 2021 z knihovny Akademie věd ČR.

Zdroj: Divize vnějších vztahů AV ČR