„Jak ryba w wodzie“ czyli odkrycie obecności swobodnych mitochondriów w plazmie człowieka

Mitochondria poza komórkami? Jak to jest możliwe i co nowego wnosi?

„Jak ryba w wodzie“ czyli odkrycie obecności swobodnych mitochondriów w plazmie człowieka

Przez całe dziesięciolecia mitochondria były uznawane za komórkowe elektrownie, odpowiedzialne za generowanie koniecznej nam do życia energii w formie cząstek ATP. Komórkowe, czyli takie, które znajdują się we wnętrzu komórek, a nie poza nimi [1].

Mitochondria poza komórkami, czy to jest w ogóle możliwe? A jeżeli tak, czy to ma w ogóle sens? Okazuje się, że tak!

Mitochondria we krwii?

Na początku 2020 roku świat nauki obiegła sensacyjna wiadomość, iż wspomniane organelle komórkowe mogą swobodnie dryfować we krwi zdrowych ludzi i czują się przy tym jak przysłowiowa „ryba w wodzie“. Niestety odkrycie, jakiego dokonał zespół uczonych pod kierunkiem Alaina Thierry’ego, francuskiego onkologa z French National Institute of Health and Medical Research, zbiegło się w czasie z pojawieniem się wirusa COVID 19, co utrudniło tej niezmiernie fascynującej informacji przedostanie się na pierwsze strony gazet [2].

Uczeni, którzy dokonali tego odkrycia stawiają hipotezę, iż obecne w plazmie krwi mitochondria mogą być wydzielane przez płytki krwi w celach sygnałowych. Trwające ponad siedem lat prace badawcze koncentrowały się przede wszystkim na badaniu różnych parametrów mtDNA we krwi pacjentów chorych na raka pod kątem wartości diagnostycznej tych wskaźników.

Wieloletnie żmudne badania zostały ukoronowane odkryciem, iż

w każdym mililitrze plazmy krwi może swobodnie dryfować od 200000 do nawet 3,7 milionów zupełnie sprawnych i w pełni funkcjonalnych mitochondriów o rozmiarach około 50–400 nm).

Takie krążące swobodnie organelle komórkowe mogą przenikać przez błony komórkowe i inne warstwy barierowe (na przykład barierę krew-mózg) i przypuszczalnie przyczyniać się do regeneracji starych lub uszkodzonych tkanek, poprzez reprogramowanie na poziomie komórkowym, a także pozytywny wpływ na przewlekłe procesy zapalne [3].

Pierwsze doniesienia o możliwości istnienia pozakomórkowych mitochondriów pochodzą już z roku 2014, stawiana wówczas hipoteza sugerowała, iż aktywowane uszkodzeniem naczyń krwionośnych płytki krwi mogą wydzielać mitochondria w celu uruchomienia kaskady procesów związanych z krzepnięciem krwi [4].

Jednak dopiero to zespół Thierry’ego zdołał wykazać, iż mitochondria mogą swobodnie krążyć w plazmie również bez aktywacji płytek krwi.  Jak tłumaczy to sam uczony:

“skoro bakterie mogą bez przeszkód cyrkulować we krwi podczas infekcji, nic w tym zaskakującego, że mitochondria, które wywodzą się przecież od bakterii, są w stanie czynić to samo“.

W tym momencie nasuwa się pytanie, dlaczego obecność wolnych mitochondriów w plazmie zaobserwowano dopiero teraz. Benoit Kornmann, biochemik z Uniwersytetu Oxforda, który od wielu lat sam prowadzi badania nad mitochondriami komentuje to z przymrużeniem oka:

“te organelle komórkowe są tak małe, że (…) badając krew na poziomie komórkowym, prawdopodobnie nikt nigdy by ich nie dostrzegł, o ile nie zaczęlibyśmy ich celowo szukać“.

Jaką rolę mogą odgrywać takie dryfujące w plazmie pełnosprawne mitochondria? Thierry wyjaśnia, iż wiele wskazuje na to, że dryfujące w plazmie mitochondria są celowo wydzielane przez w pełni zdrowe komórki tak, aby pomóc komórkom uszkodzonym. „W świecie biologii rzadko dzieje się coś  bez powodu“, podsumowuje Martin Picard, fizjolog z Uniwersytetu Columbia – z całą pewnością obecność mitochondriów we krwi nie jest przypadkowa.

Niektórzy uczeni, w  tym również sam Thierry dopatrują się w tym zjawisku kolejnego, cennego markera procesów nowotworowych i jak zapowiadają, kolejne badania będą skupiały się na przykład na tym, czy u pacjentów z chorobą nowotworową liczba wolnych mitochondriów w plazmie krwi jest większa niż u osób zdrowych [2].

Na naszym portalu będziemy z ogromną uwagą śledzić dalsze badania zespołu Thierrego oraz innych uczonych w tym zakresie – kto wie, jakie odkrycia przyniesie nam nowy 2021 Rok?

Bibliografia:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7139699/
  2. https://www.the-scientist.com/news-opinion/researchers-find-cell-free-mitochondria-floating-in-human-blood--67071
  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1567724920301719?via%3Dihub
  4. https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1096/fj.201901917RR