В исследовании с использованием выращенных в лаборатории клеток исследователи из Университета Джона Хопкинса, специализирующиеся на проблемах старения, сообщают, что они успешно доставили обычное лекарство от кровяного давления непосредственно во внутреннюю мембрану митохондрий, «электростанций» в клетках человека, животных, растений и большинства другие организмы.

Разработка способов прямого нацеливания на эти части клетки, производящие энергию, для доставки лекарств уже давно является целью исследователей, поскольку митохондрии управляют, контролируют или играют роль почти во всех биологических процессах, включая естественную смерть и старение клеток. Изменения или снижение митохондриальной активности и путей тесно связаны со снижением функции органов и слабостью. Но из-за двухмембранной структуры митохондрий ученые столкнулись с трудностями при проникновении молекул лекарств через внутреннюю мембрану и получении доступа к основным функциям органелл.

В новом исследовании, описанном в выпуске PNAS Nexus от 4 августа , сообщается о методе, который, по сути, захватывает систему, уже используемую митохондриями для транспортировки кислорода и других химических веществ к внутренней мембране.

Наше исследование показывает, что мы можем использовать естественную митохондриальную транспортную систему организма для более точной доставки лекарств».

Питер Абадир, доктор медицинских наук, доцент кафедры гериатрической медицины и геронтологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса

Для исследования исследователи синтезировали в лаборатории три встречающихся в природе транспортных белка, которые взаимодействуют с митохондриями. Затем они объединили обычно назначаемое лекарство от кровяного давления (лозартан) с каждым из этих трех белков, чтобы определить, какой из них имеет наибольшую вероятность успешного проникновения через внутреннюю мембрану митохондрий. Эти слитые белки, названные mtLOS1, mtLOS2 и mtLOS3, при введении в выращенные в лаборатории клетки в отдельных испытаниях были способны транспортировать лекарство непосредственно в митохондрии в значительно более высокой концентрации, чем это было возможно со свободным лозартаном, не слитым с транспортным белком. Это можно было увидеть под микроскопом по флуоресценции.

В эксперименте по проверке концепции исследователи также протестировали «зашифрованную» версию mtLOS, которая не могла проникнуть через внутреннюю мембрану.

Абадир говорит, что необходимы дальнейшие исследования, но цель состоит в том, чтобы использовать mtLOS или другие естественные транспортные пути для доставки лекарств, которые напрямую и эффективно воздействуют на биохимический дисбаланс и потери, связанные с хроническим воспалением и ослабленной функцией органов, характерными для старения и многих заболеваний.

«Мы знаем, что люди стареют отчасти из-за угасания митохондрий, и ученые десятилетиями пытались внедрить терапию непосредственно в органеллы, чтобы противодействовать этому увяданию», — говорит Абадир. «Это еще одна попытка доставки соединений с использованием естественных систем организма, что может значительно уменьшить негативные побочные эффекты как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе».

Хан Ван, Джереми Уолстон, Питер Абадир и Ран Лин подали заявки на два патента, основанные на этом исследовании. Все остальные авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Среди других ученых, которые внесли свой вклад в это исследование, были Джуд Филлип, Ран Лин, Эндрю Читэм, Дэвид Стерн, Юкан Ли, Южу Ван, Хань Ван, Дэвид Рини, Хунган Цуй и Джереми Уолстон из Университета Джона Хопкинса.

Исследование финансировалось Центром независимости пожилых американцев Джона Хопкинса, Национальным институтом по проблемам старения — Национальными институтами здравоохранения, Программой-синергией Фонда открытий Медицинской школы Университета Джона Хопкинса, Натаном В. и Маргарет Т. Исследовательский фонд шокового старения. и ученый Натана Шока в области старения.