Horizontální mitochondriální přenos: Nový podobor buněčné biologie

Horizontální mitochondriální přenos (HMT) je proces, při kterém se mitochondrie včetně své DNA přesouvají mezi buňkami, což může významně ovlivnit jak přijímající, tak i dárcovskou buňku. Tento jev je poměrně nedávno rozpoznaný, první zmínky o něm se objevují v 90. letech minulého století.

HMT byl popsán zprvu v systémech in vitro, kdy se společně kultivují různé typy buněk. Jedním z klíčových důkazů HMT in vitro byla kokultura mezenchynálních kmenových buněk (MSC) a buněk nádoru plic s odstraněnou mtDNA. Tyto tzv. r⁰ buňky nemají funkční mitochondriální respiraci, neboť mtDNA kóduje 13 polypeptidů, které jsou důležitými komponentami mitochondriálních respiračních komplexů. Při tomto experimentu došlo k přenosu mitochondrií z MSC do r⁰ nádorových buněk a k normalizaci respirace. Průlomem bylo prokázání HMT in vivo, kdy laboratoř Prof Jiřího Neužila ve spolupráci s laboratoří Prof. Micheale Berridge (Malaghan Institute of Medical Research, Wellington, Nový Zéland) ukázala HMT v nádorovém modelu myši a propojila tento jev se schopností nádorových buněk tvořit pyrimidiny, stavební kameny DNA a RNA de novo dráhou.

Jev HMT byl následně studován v celé řadě systémů, jako je například přenos mitochondrií z krevních destiček do MSC, což vede ke zrychlení hojení ran, mezi makrofágy a T buňkami, vedoucí k posílení imunitního systému, který lépe odolává rozvoji nádorových onemocnění, či mezi podpůrnými buňkami a osteocyty, což přispívá k oddálení nástupu osteoporózy. Dokonce se nedávno prokázalo, že v rámci normální fyziologie dochází k neustálému přenosu mitochondrií mezi astrocyty a neurony, což by se dalo využít jako prevence před nástupem neurodegenerativních poruch zejména u stárnoucí populace.

Jak je vidět, z relativně skromného začátku na úrovni objevu HMT byl tento jev prokázán v kontextu řady patologií a ukazuje se, že je i součástí normální fyziologie a orgánové homeostáze. Právě prudký rozvoj HMT, který lze nyní považovat za podobor buněčné biologie, vedl k nutnosti tento obor popsat a standardizovat. Za tím účelem vznikla skupina prominentních vědeckých pracovníků, která nyní publikovala stěžejní práci zvanou „Recommendations for mitochondria transfer nomenclature and characterization“ v časopise Nature Metabolism. Lze očekávat, že tato práce se stane milníkem, referenční publikací, která se stane základem nového podoboru HMT a která také povede k dalšímu rozvoji této nově se vynořivší vědecké disciplíny.

Daší informace: https://www.nature.com/articles/s42255-024-01200-x

Obrázek: Schéma možných způsobů transferu mtDNA