Ubrizgavanje svježih mitohondrija vraća oštećena bebinska srca u život

Kad baterija presta­ne raditi, zamjenjuje se novom. Upravo na tome principu počiva ideja koju razvijaju stručnjaci Bolnice za djecu u Bostonu: oštećenim ćelijama srca ubrizgavaju se svježe mitohondrije, membranske organele koje većina ćelija koristi kao glavni izvor energije.

Ameriku godišnje rodi oko 10.000 beba s teškim srčanim manama zbog kojih im često treba operacija već u prvim danima života. Kod nekih od njih dvije glavne arterije srca su zamijenile položaje, a kod drugih je lijeva strana srca premala da bi efikasno pumpala krv. Srce novorođenčeta veliko je tek koliko orah, pa su i zahvati na njemu izuzetno delikatni. Opasan može biti i samo oporavak: povratak krvi u opravljeno srce izaziva ishemijsko-reperfuzijsku ozljedu, koja organ može toliko oštetiti da beba završi na aparatu koji zamjenjuje rad srca i pluća tako što pumpa krv i obogaćuje je kiseonikom. Taj aparat, prema navodima izvještaja, napušta tek oko 40 posto novorođenčadi, jer se njihova mala srca često ne oporave.

Bostonski tim na čelu s istraživačem Jamesom McCullyjem, vanrednim profesorom hirurgije na Harvard Medical School, pokušava te šanse povećati. Mitohondrije se izoluju iz trbušnog mišića i ubrizgavaju izravno u srce. McCullyjev tim te organele izoluje i pročišćava, a hirurzi ih zatim presađuju pacijentima. Do aprila je proceduru prošlo 17 beba, a njih 80 posto skinuto je s aparata za održavanje života (ECMO), navodi se u izvještaju. Je li tretman poboljšao ukupno preživljavanje, još se ne može reći, no rani podaci to sugeriraju, a u toku je i kliničko ispitivanje.

McCully je za Live Science priznao da su mu prvi slučajevi bili napeti, ali je dodao da se srce "vraća" — gotovo da se to vidi u realnom vremenu. Srce bez energije blijedo je, a ono kojem je energija vraćena poprima zdravu ružičastu boju.

Relikt evolucije

Objašnjenje zašto je takav prijenos uopšte moguć leži u samom porijeklu mitohondrija. Ljudsko tijelo čini desetine triliona ćelija i većina u sebi nosi stotine do hiljade mitohondrija, koje hemijsku energiju proizvode u obliku molekule adenozin-trifosfata (ATP). Douglas Wallace, direktor Centra za mitohondrijsku i epigenomsku medicinu Dječje bolnice u Philadelphiji, prošle je godine na jednom simpoziju izjavio da ukupna potencijalna energija svakog čovjeka odgovara "jednom gromu".

Idea razmjene ovih "fabrika goriva" između ćelija kao terapije stara je manje od dvije decenije, no same ćelije takvu razmjenu obavljaju od davnina, kako za Live Science objašnjava dr. Jon Brestoff, vanredni profesor patologije i imunologije i direktor Inicijative za imunometabolizam na Washington University School of Medicine u St. Louisu. Po njegovim riječima, ta je sposobnost relikt bakterijske prošlosti mitohondrija. "Pretpostavlja se da je prijenos mitohondrija zadržan tokom cijele evolucije eukariotskog života", naveo je Brestoff.

Vodeća naučna teorija kaže da je prije između 1,5 i dvije milijarde godina jednostavna ćelija "progutala" bakterijsku ćeliju s kružnim DNK-om u membrani. Iz tog simbiotskog odnosa nastala je današnja mitohondrija, koja je ćelijama omogućila da obilje kiseonika na planeti pretvaraju u upotrebljivo gorivo. Od bakterijskog pretka mitohondrije su zadržale vlastiti DNK i dvostruku membranu.

Godine 2006. istraživači su izvijestili da mitohondrije mogu napustiti ćeliju-domaćina i preživjeti prelazak u potpuno drugu ćeliju — pojavu nazvanu mitohondrijski prijenos. Budući da su prvi eksperimenti rađeni u laboratorijskim posudama, prijenos u živim organizmima uočen je tek posljednjih pet-šest godina. "To je bila potpuna revolucija u mišljenju", kazao je dr. Lance Becker, profesor i šef Odjela za urgentnu medicinu u Northwell Health i Feinstein Institutes for Medical Research, dodajući da je uz spoznaju o pokretljivosti mitohondrija otvorena mogućnost da se to iskoristi u pomoći ljudima.

Spomenuta studija iz 2006. pokazala je da ćelije lišene vlastitog mitohondrijskog DNK mogu preuzeti zdrave mitohondrije iz susjednih ćelija, pa čak izvoditi energetski zahtjevne procese poput diobe. To su bili prvi dokazi da jedna ćelija može "donirati" metabolička svojstva drugoj. Dvije godine kasnije McCullyjeva grupa objavila je prve podatke o ljekovitom potencijalu ovog pristupa. Nekadašnja pretpostavka da svaka ćelija mora sama proizvoditi sve svoje mitohondrije tako je napuštena — kako Becker zaključuje, ćelije, čini se, mogu "podignuti ruku" kad im mitohondrije zatrebaju.

Infuzije u bebinska srca samo su jedan od smjerova "mitohondrijske transplantacije". Uz njih, naučnici slijedeći McCullyjev put istražuju i mogućnost oživljavanja donorskih organa namijenjenih presađivanju te pomoć pacijentima nakon moždanog udara i djeci s teškim bolestima. Rad je, međutim, još uvijek visoko eksperimentalan, a put do odobrenja regulatora ostaje neizvjestan.