Forskere fremmer indsatsen for at skræddersy lægemiddellevering til cellers mitokondrier

I en undersøgelse med laboratoriedyrkede celler rapporterer Johns Hopkins Medicine-forskere med speciale i aldring, at de med succes har leveret et almindeligt blodtrykslægemiddel direkte til mitokondriernes indre membran.

At udvikle måder til direkte at målrette disse energiproducerende dele af cellen til levering af lægemidler har længe været et mål for forskere, fordi mitokondrier driver, kontrollerer eller spiller en rolle i næsten alle biologiske processer, inklusive naturlig celledød og aldring. Ændringer eller fald i mitokondriel aktivitet og veje er tæt på linje med nedsat organfunktion og skrøbelighed. Men på grund af mitokondriernes dobbeltmembranstruktur har forskere fundet det udfordrende at få lægemiddelmolekyler til at trænge ind i den indre membran og få adgang til organellernes kernefunktioner.

Den nye undersøgelse, beskrevet i 4. august udgaven af ​​PNAS Nexus , rapporterer om en metode, der i det væsentlige kaprer et system, der allerede bruges af mitokondrier til at transportere ilt og andre kemikalier til den indre membran.

"Vores undersøgelse viser, at vi kan bruge kroppens naturlige mitokondrielle transportsystem til at levere lægemidler meget mere præcist," siger Peter Abadir, M.D., lektor i geriatrisk medicin og gerontologi ved Johns Hopkins University School of Medicine.

Til undersøgelsen syntetiserede forskerne tre naturligt forekommende transportproteiner, der interagerer med mitokondrier. De fusionerede derefter en almindeligt ordineret blodtryksmedicin (losartan) til hver af disse tre proteiner for at bestemme, hvilke der havde den højeste succesrate, der trængte ind i mitokondriernes indre membran. Disse fusionerede proteiner, kaldet mtLOS1, mtLOS2 og mtLOS3, var, når de blev introduceret til laboratoriedyrkede celler i separate forsøg, i stand til at transportere lægemidlet direkte til mitokondrierne i en signifikant højere koncentration, end det var muligt med frit losartan, der ikke var fusioneret til transportproteinet. Dette kunne ses under et mikroskop ved hjælp af florescens.

I et proof of concept-eksperiment testede forskerne også en "scrambled" version af mtLOS, som ikke var i stand til at trænge igennem den indre membran.

Abadir siger, at der er behov for yderligere forskning, men målet er at bruge mtLOS eller andre naturlige transportveje til at levere medicin, der direkte og effektivt retter sig mod biokemiske ubalancer og tab forbundet med kronisk inflammation og svækket organfunktion, der er karakteristisk for aldring og mange lidelser.

"Vi ved, at folk ældes delvist på grund af mitokondriel tilbagegang, og forskere har forsøgt at få terapier direkte ind i organellen for at modvirke dette fald i årtier," siger Abadir. "Dette er endnu et forsøg på at levere forbindelser ved hjælp af kroppens naturlige systemer, som i høj grad kan reducere negative bivirkninger både på kort og lang sigt." + Udforsk yderligere

Hvordan patogener kan slå mitokondrielle forsvarsmekanismer fra