پژوهش نوین: انتقال و پیوند میتوکندری را بشناسید!

میتوکندری: ارگانل‌های حیاتی در سلول‌ها

بیشتر سلول‌های حیوانی، گیاهی و قارچی حاوی ارگانل‌هایی به نام میتوکندری هستند. این میتوکندری‌ها که از یک همزیست باکتریایی اولیه به وجود آمده‌اند، همچنان ژن‌های خاص خود را حفظ کرده‌اند و به خاطر توانایی‌شان در تولید ATP به عنوان منبع انرژی شیمیایی شناخته می‌شوند. علاوه بر این، آن‌ها وظایف مهم دیگری نیز دارند، از جمله سیگنال‌دهی سلولی، شناسایی ویروس‌ها و باکتری‌ها، تقسیم سلولی، مرگ سلولی و پاسخ‌های ایمنی ذاتی و اکتسابی. به همین دلیل، اختلال در عملکرد میتوکندری می‌تواند منجر به پیری و بیماری‌های مرتبط با سن شود.

انتقال میتوکندری: یک حوزه تحقیقاتی نوظهور

یک حوزه تحقیقاتی نوظهور، انتقال میتوکندری بین سلول‌ها است که از نظر تکاملی محافظت شده است. با این حال، پژوهشگران از اصطلاحات و شیوه‌های منحصر به فرد و پذیرفته‌شده جهانی برای توصیف این انتقال‌ها بی‌بهره بوده‌اند. در غیاب یک نام‌گذاری توافقی و شیوه‌های استاندارد، پژوهشگران ممکن است از روش‌ها و اصطلاحات متفاوتی برای توصیف یک رویداد مشابه استفاده کنند یا ممکن است از همان اصطلاحی استفاده کنند که در واقع دو فرآیند متفاوت را توصیف می‌کند.

کِشاو ک. سینگ، دکترای تخصصی و استاد در دانشگاه آلاباما در برمینگام، می‌گوید: “در چند سال گذشته، ما به این درک رسیده‌ایم که میتوکندری می‌تواند از یک سلول به سلول دیگر منتقل شود و میتوکندری‌های جدا شده می‌توانند مانند پیوند عضو پیوند زده شوند.” او ادامه می‌دهد: “اگرچه منشأ انتقال میتوکندری مشخص نیست، اما این پدیده در یوکاریوت‌های تکاملی متنوعی از جمله مخمرها، نرم‌تنان، ماهی‌ها و جوندگان، همچنین در سلول‌های انسانی مشاهده شده است. ما تازه در حال درک این موضوع هستیم که چگونه تغییرات در این فرآیند به پاتوژنز بیماری کمک می‌کند و چگونه می‌توانیم از بیولوژی انتقال و پیوند میتوکندری برای توسعه درمان‌های جدید بهره‌برداری کنیم.”

تشکیل کنسرسیوم بین‌المللی

در سال 2024، سینگ و جاناتان برستوف، دکترای تخصصی از دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، میسوری، یک کنسرسیوم بین‌المللی در زمینه انتقال و پیوند میتوکندری تشکیل دادند و یک تیم بین‌المللی متشکل از 31 پژوهشگر را رهبری کردند تا توافق و توصیه‌هایی درباره چگونگی پیشرفت این حوزه با ارائه اصطلاحات و توصیف‌های مشترک برای انتقال یا پیوند میتوکندری ایجاد کنند. مقاله توافقی آن‌ها تحت عنوان “توصیه‌هایی برای نام‌گذاری و توصیف انتقال و پیوند میتوکندری” در نشریه Nature Metabolism منتشر شده است.

تاریخچه‌ای مختصر از انتقال میتوکندری

این مقاله با یک تاریخچه مختصر از این حوزه آغاز می‌شود. در این بخش، برخی از کشفیات اولیه بنیادین، مطالعات اخیر در مورد انتقال میتوکندری و توسعه رویکردهای درمانی، از جمله مهندسی سلول و آزمایش‌های بالینی برای کودکانی که به اکسیژن‌رسانی غشایی خارج از بدن نیاز دارند، بررسی می‌شود.

تعریف انتقال و پیوند میتوکندری

مقاله انواع انتقال میتوکندری و پیوند میتوکندری را تعریف می‌کند. زمانی که هر دو نوع سلول اهداکننده و گیرنده درون بدن مشخص شوند، این موضوع نوعی محور انتقال میتوکندری را تعریف می‌کند.

روش‌های تعریف انتقال میتوکندری

این مقاله روش‌های مختلفی برای تعریف انتقال میتوکندری را مرور می‌کند. این روش‌ها شامل پروتئین‌های گزارشگر میتوکندری و رنگ‌ها، روش‌های تحمیل انتقال و بحث در مورد سرنوشت میتوکندری پس از ورود به سلول است. نام‌گذاری مبتنی بر مکانیزم به‌طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شود: انتقال میتوکندری وابسته به تماس، که در آن سلول اهداکننده و سلول گیرنده با یکدیگر تماس دارند، و انتقال میتوکندری مستقل از تماس.

رویکردهای درمانی در پیوند میتوکندری

این مقاله همچنین رویکردهای درمانی در زمینه پیوند میتوکندری را بررسی می‌کند. این موارد شامل تعریف پیوندها، انواع، دوام، درجه پیوند و ناهمگونی پیوندها، مهندسی سلول با استفاده از میتوکندری‌های خارج از سلول و داروهایی که بر انتقال میتوکندری تأثیر می‌گذارند، می‌شود.

میتوکندری‌های خارج از سلول در انسان‌ها

میتوکندری‌های خارج از سلول در انسان‌ها رایج هستند. به عنوان مثال، در یک واحد پلاکت خون، حدود ۳ تا ۱۲ میلیارد میتوکندری خارج از سلول وجود دارد، که این محصول خونی به‌طور معمول و به‌طور ایمن به بیماران به‌صورت داخل وریدی منتقل می‌شود.

نتیجه‌گیری و آینده تحقیق

این مقاله نتیجه‌گیری می‌کند که “هدف از این نام‌گذاری پیشنهادی کاهش سردرگمی ناشی از معرفی نام‌های مختلف برای فرآیندهای مشابه یا زیرمجموعه‌های میتوکندری خارج از سلول است، زیرا این حوزه در حال تکامل است. ما درک می‌کنیم که انتقال و پیوند میتوکندری از حوزه‌های بسیار فعال تحقیقاتی هستند و ممکن است یافته‌ها و بینش‌های جدید نیاز به به‌روزرسانی نام‌گذاری پیشنهادی داشته باشند.”

علاقه‌مندی‌های سینگ به میتوکندری

سینگ علاقه‌مندی دیرینه‌ای به میتوکندری دارد. او سردبیر مؤسس نشریه Mitochondrion و بنیان‌گذار انجمن تحقیقات و پزشکی میتوکندری است. در سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۰۹، آزمایشگاه او نشان داد که میتوکندری‌های ایزوله‌شده موش می‌توانند از طریق هم‌انکوبی به سلول‌های انسانی منتقل شوند، که این امر اثباتی برای انتقال میتوکندری از طریق انتشار است. همچنین، میتوکندری‌های پلاکت پیوندی از یک زن آفریقایی-آمریکایی که در سن جوانی به سرطان سینه تهاجمی مبتلا شده بود، توانستند تهاجمی بودن سرطان سینه را در موش‌ها بازتولید کنند. سینگ می‌گوید که در آن زمان، این یافته‌ها در این حوزه مورد توجه قرار نگرفتند.