德克薩斯農工大學的生物醫學研究人員報告說，他們可能已經找到了一種方法來阻止或逆轉因損傷和衰老而導致的細胞能量損失。如果未來的研究證實了結果。這一發現可能會導致可醫學治療的疾病數量發生重大變化。
Akhilesh K. Gaharwar 博士和博士學生約翰·蘇卡 (John Soukar) 與生物醫學工程系的同事們一起。創造了一種為受傷細胞提供新鮮線粒體的技術。通過補充這些小型能源生產商的電力，這種方法可以使能源輸出恢復到以前的水平。並大大改善細胞的整體健康狀況
線粒體衰退與衰老、心髒病和許多神經系統疾病有關。增強身體替換磨損線粒體的自然能力的策略。原則上，它可以幫助一次性解決所有這些問題。
當人體細胞老化或因阿爾茨海默病等退行性疾病或接觸化療藥物等有害物質而受損時，產生能量的能力就會不斷降低。主要原因是線粒體數量減少。這些是細胞內類似器官的小結構，提供細胞使用的大部分能量。無論是腦組織、心肌還是其他器官，線粒體的消耗都會使細胞變得更弱、更不強壯。最終將不再能夠履行重要職責
納米花將乾細胞轉化為供體線粒體。
研究發表於 美國國家科學院院刊它將稱為納米花的微小花形顆粒與乾細胞結合在一起。當乾細胞與這些納米花接觸時，它們開始產生兩倍於正常數量的線粒體。當健康的干細胞放置在受損或衰老的細胞旁邊時，它們會將多餘的線粒體轉移到附近受損的細胞。
當獲得新的線粒體時，先前受損的細胞能夠恢復正常的能量產生和活動。這些煥發活力的細胞不僅表現出更高的能量水平，而且還表現出更高的能量水平。而且對細胞死亡也有更強的抵抗力，即使這些細胞後來接受化療等破壞性治療。
“我們訓練強大的電池與較弱的電池共享備用電池，”生物醫學工程教授加哈瓦爾說。 “通過增加供體細胞內線粒體的數量，我們可以幫助衰老或受損的細胞恢復活力，而無需修改基因或使用任何藥物。”
雖然細胞可以自然地交換少量線粒體，但接受納米花的干細胞被團隊描述為線粒體生物工廠。轉移的線粒體數量是未經處理的干細胞的兩到四倍。
“性能提升比我們預期的要高好幾倍，”該報告的作者 Sugar 說。 “這就像給舊電子設備裝上新電池一樣。我們不是把它扔掉，而是將充滿電的電池從健康的電池插入到患病的電池中。”
這使得線粒體療法的持續時間更長。
研究人員嘗試了一種不同的方法來增加細胞內線粒體的數量。但這些方法往往有利有弊。該藥物方法依賴於相對較快離開細胞的小分子。因此，患者可能需要重複治療才能維持結果。相反，較大的納米顆粒納米花（直徑約為 100 納米）保留在細胞中，並繼續刺激更有效的線粒體生產。因此，使用納米花技術的治療可能只需要每月進行一次。
加哈瓦爾說：“這是利用衰老組織自身的生物機制為衰老組織充電的第一步，也是令人興奮的一步。” “如果我們能夠安全地增強這種自然能量共享系統，有一天它可能有助於減緩或逆轉細胞衰老的影響。”
二硫化鉬納米粒子在生物醫學中的應用
納米花由二硫化鉬製成。它是一種無機化合物，可以在非常小的尺度上形成許多不同的二維形狀。加哈瓦爾實驗室是少數幾個研究二硫化鉬如何用於生物醫學目的的研究小組之一。
幹細胞在組織修復和再生的尖端功能中發揮著關鍵作用。使用納米花增強幹細胞的功效可能是使這些細胞在未來治療中更有效的重要一步。
適用於多種組織類型的多功能方法
該技術最有前途的方面之一是其靈活性。儘管這種方法仍處於起步階段，需要更多的測試。但從理論上講，它可以用來治療各種組織的功能喪失。整個身體
“你可以將細胞放置在患者體內的任何地方，”休格說。您可以直接治療心臟細胞。幹細胞被直接插入心臟或心臟附近。如果您患有肌營養不良症，您可以將這些細胞直接注射到肌肉中。就其對廣泛案例的適用性而言，它是非常有前途的，而這僅僅是一個開始。我們可以永遠繼續下去，每天都能找到新的東西和新的疾病治療方法。 ”
該項目得到了美國國立衛生研究院、韋爾奇基金會、國防部的財政支持。以及德克薩斯州癌症預防和研究所。德克薩斯 A&M 大學總統卓越基金和德克薩斯 A&M 健康科學中心育苗補助金提供了額外的支持。主要合作者包括德克薩斯農工大學研究人員 Irtisha Singh 博士、Vishal Gohil 博士和 Feng Zhao 博士。
