IOB: MitoCatch schleust Mitochondrien gezielt in Zellen ein
Forschende unter der Leitung von Botond Roska am Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB) haben MitoCatch entwickelt, eine bahnbrechende Technologie, mit der Mitochondrien gezielt in die Zellen gebracht werden können, die am stärksten von Krankheiten betroffen sind. Mit diesem innovativen Ansatz rückt die Behandlung von Erkrankungen, bei denen geschädigte Mitochondrien eine zentrale Rolle spielen, in greifbare Nähe.
Funktionsstörungen der Mitochondrien liegen vielen bislang unheilbaren Krankheiten, etwa neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson, Degeneration des Sehnervs und bestimmte Formen von Herzinsuffizienz, zugrunde. Bisherige Versuche, gesunde Mitochondrien in geschädigte Zellen zu bringen, sind oft ineffizient und können nicht garantieren, dass Mitochondrien auch wirklich dort ankommen, wo sie am dringendsten gebraucht werden. MitoCatch ändert das.
Das System basiert auf gentechnisch entwickelten Proteinbindern, die wie ein zelluläres GPS arbeiten und die Mitochondrien gezielt in die richtigen Zellen lotsen. Die Forschenden am IOB haben drei unterschiedliche Strategien entwickelt: Binder auf der Zelloberfläche (MitoCatch-C), an den Mitochondrien befestigte Binder (MitoCatch-M) und bispezifische Binder, die Mitochondrien mit der Zelloberfläche verbinden (MitoCatch-Bi). Durch die gezielte Anpassung dieser Binder lässt sich steuern, wie effizient und selektiv die Mitochondrien verschiedene Zelltypen erreichen.
Regeneration retinaler Ganglienzellen nach Verletzungen
Experimente unter Leitung der Erstautoren Temurkhan Ayupov und Veronica Moreno-Juan sowie weiterer Kooperationspartner zeigen, dass MitoCatch Mitochondrien zuverlässig in Neuronen sowie in Netzhaut-, Herz-, Endothel- und Immunzellen bringt. Einmal in der Zelle angekommen, bleiben die Mitochondrien funktionsfähig. Sie bewegen sich, fusionieren und teilen sich, was für das normale Energiemanagement einer Zelle entscheidend ist. Das IOB-Forschungsteam konnte ausserdem zeigen, dass Spender-Mitochondrien das Überleben von Neuronen verbessern, die aus Patienten mit Sehnervenatrophie stammen, und gleichzeitig die Regeneration retinaler Ganglienzellen nach Verletzungen fördern. In Tiermodellen wird die Methode bisher gut vertragen, ohne nachweisbare Immunreaktion.
MitoCatch schafft einen völlig neuen Ansatz für präzise mitochondriale Medizin. Die Technologie überwindet eine langjährige Hürde bei der zellspezifischen Lieferung von Mitochondrien und könnte so die Behandlung mitochondrialer Erkrankungen revolutionieren.
Der vollständige Artikel “Cell type-targeted mitochondrial transplantation rescues cell degeneration” ist erschienen in Nature.
Quelle: IOB