Lieferung gesunder Mitochondrien in erkrankte Zellen

VonRedaktion

Forschende unter der Leitung von Botond Roska am Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB) haben ein System (Handelsname MitoCatch) entwickelt, das die zellspezifische Lieferung gesunder Mitochondrien in erkrankte Zelltypen ermöglicht. Die Forschenden beschreiben diese Innovation als einen entscheidenden Schritt in Richtung präziser Mitochondrientherapie.

Die Transplantation gesunder Mitochondrien wurde als potenzielle Therapie für Erkrankungen aufgrund von Funktionsstörungen der Mitochondrien untersucht, jedoch fehlen herkömmlichen Methoden die notwendige Spezifität und Effizienz, die für eine gezielte Ansprache der erkrankten Zellen erforderlich sind. Das neue System nutzt künstlich hergestellte Proteinbinder, die Spendermitochondrien an Zielzellen binden. Dabei kommen drei komplementäre Ansätze zum Tragen: Binder auf der Zelloberfläche (MitoCatch-C), Binder an den Mitochondrien (MitoCatch-M) sowie bispezifische Binder, die Mitochondrien mit Zellmembranen verbinden (MitoCatch-Bi). Durch Feinabstimmung der Binder-Affinität und multivalenter Interaktionen erzielten die Forschenden eine effiziente, zellspezifische Lieferung von Mitochondrien in menschlichen und Mausmodellen über mehrere Zelltypen hinweg.

Wichtige Ergebnisse der Arbeiten von Erstautoren Temurkhan Ayupov und Veronica Moreno-Juan sowie Kooperationspartnern umfassen: | Spender-Mitochondrien werden gezielt und zuverlässig in spezifische Zelltypen gebracht, darunter Neurone, retinale, kardiale, endotheliale und Immunzellen. | Die Lieferung von Mitochondrien mittels Proteinbinder erhöht deren Aufnahme im Vergleich zu nicht gezielten Methoden. | Die mit internalisierten Spender-Mitochondrien gelangen in das Zytosol, sind dynamisch und fähig zu Fusion und Fission innerhalb der Empfängerzellen. | Protein-Binder können so gebildet werden, dass Effizienz und Spezifität der Lieferung gesteuert werden. | Die zielgerichtete Transplantation verbessert das Überleben geschädigter Neurone in vitro und retinaler Ganglienzellen in vivo. Die Verträglichkeit der Methode in Tiermodellen ist gut, ohne nachweisbare Immunreaktion.

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Originalpublikation: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10391-0

Quelle: Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB)

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