Свободные митохондрии идут к вам

Передача митохондрий между клетками — повсеместно встречающийся и теперь общеизвестный феномен. Исследователи годами последовательно демонстрировали, что один конкретный новый тип клеток может передавать свои митохондрии другому конкретному типу клеток для достижения определённой метаболической цели, важной для выживания организма-хозяина. Но что происходит, когда митохондрии приходят из внешнего мира, от других особей своего вида или от другого вида? Рассматривая эту реальную ситуацию, сначала нужно понять, как и почему митохондрии вообще передаются через клеточные границы.

Одно из последних сообщений в EMBO Reports описывает любопытную ситуацию, в которой мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) передают митохондрии напрямую T-клеткам, чтобы подавить гиперактивную иммунную систему и сдержать воспалительный ответ. Авторы из Чили сообщают, что поглощение митохондрий CD+ T-клетками индуцирует дифференцировку и активацию регуляторных T-клеток за счёт повышенной экспрессии мРНК FOXP3, IL2RA, CTLA4 и TGFb. Передача от MSCs была ранее установлена в моделях острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), где передача макрофагам через туннелирующие нанотрубки повышает их фагоцитарную способность.

Аналогично, интратрахеальное введение MSCs приводило к передаче митохондрий альвеолярному эпителию для усиления метаболической активности и снижения повреждения лёгких. Другие исследования показали, что бронхоальвеолярная жидкость в норме содержит много митохондрий, инкапсулированных во внеклеточные везикулы, и что миелоидные регуляторные клетки передают митохондрии CD4+ T-клеткам с помощью этих экзосом. Пожертвованные митохондрии затем напрямую интегрируются с митохондриальной сетью-синцитием T-клетки, что намекает на интригующие возможности лечения воспаления в лёгких.

Ключ — в понимании того, как митохондрии перемещаются. Другими словами, что представляют собой митохондриальные цепи? Многие подсказки недавно появились, в том числе о том, на что способны митохондрии, циркулируя в главной из всех сетей — нервной системе. Однонаправленное перемещение к макрофагам, описанное выше, на этом не обязательно заканчивается. Макрофаги, в свою очередь, могут жертвовать свои митохондрии непосредственно нервным окончаниям в моменты необходимости. Оказавшись там, они могут делать удивительные вещи. Например, в сенсорных нейронах дорсального корешкового ганглия (DRG) митохондрии, изначально полученные от M2 макрофагов, отключают воспалительный ответ и полностью останавливают передачу связанных с ним болевых сигналов. Этот этап цепи требует экспрессии рецептора CD200 (CD200R) на макрофагах и неканонического лиганда CD200R — iSec1 на сенсорных нейронах.

Возможно, ещё более интригующе то, что эти митохондрии также имеют «побочную работу» — они ненадолго становятся свободными митохондриями в цельной крови. В эти периоды они существуют полностью вне клеток, но остаются дыхательно-компетентными митохондриями. Это означает, что при переливании крови или пересадке кости мы обмениваемся не только митохондриями, но и, в реальном генетическом смысле, своими идентичностями — по крайней мере, в пределах возможностей современных судебно-медицинских тестов этого мозаично-химерного состояния.

Я недавно говорил с Аленом Тьерри, автором статьи о митохондриях в цельной крови, о последствиях потенциально массивной инвазивной гетероплазмии, которая может возникнуть после обычного переливания крови. Я получил ответ: «Я работаю над этим, и мне трудно это разглашать, любой исследователь сказал бы то же самое. Ваш вопрос очень актуален».

Одна конкретная перспектива исходит от китайских исследователей, которые использовали митотерапию для улучшения когнитивных и двигательных функций у старых мышей. Их результаты показали, что гетерозиготная митохондриальная ДНК как старых, так и молодых мышей сосуществовала в нескольких тканях вскоре после внутривенной инъекции митохондрий от молодых особей. Интересно, что наиболее уязвимая группа для Covid-19 — пожилые люди, как раз те, у кого выше всего вероятность возрастной дисфункции митохондрий. При этом ряд молодых людей также погиб от Covid-19.

Учитывая всё это, стоит пристальнее изучить генетику этих несчастных случаев, чтобы определить, есть ли у поражённых молодых людей генетическая предрасположенность к субклиническим митохондриальным дефицитам, и могут ли они получить пользу от новых вмешательств, упомянутых здесь.