Ein Forscherteam der Zhejiang University School of Medicine hat einen Weg entwickelt, photosynthetische Zellen aus Pflanzen bei der Behandlung von Osteoarthritis bei Mäusen zu verwenden.
In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Naturbeschreibt die Gruppe, wie sie nanoskalige Thylakoid-Strukturen, sogenannte Nanothylakoid-Einheiten, in Pflanzen erzeugten und sie in tierische Zellen einbrachten, um das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen oder zu stoppen. Zwei der Teammitglieder, Pengfei Chen und Xianfeng Lin, haben in derselben Zeitschriftenausgabe auch ein Research Briefing veröffentlicht, in dem sie ihre Arbeit skizzieren.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass den Zellen bei einigen fortschreitenden Krankheiten, wie z. B. Osteoarthritis, aufgrund eines unzureichenden Anabolismus (bei dem einfache Moleküle in komplexe Moleküle umgewandelt werden) die Energie fehlt, die sie benötigen, um richtig zu funktionieren. Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass die Verbindung ATP die von Säugetierzellen benötigte Energie liefert.
Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass das Molekül NADPH eine wichtige Rolle dabei spielt, dass Zellen ATP verwenden können. Und schließlich haben frühere Forschungen auch gezeigt, dass sowohl ATP als auch NADHP in Pflanzen während der Photosynthese produziert werden. Die Forscher fragten sich daher, ob es möglich sein könnte, einen Teil der Pflanzenmaschinerie in eine Säugetierzelle zu bringen, wo sie zur Produktion von ATP und NADPH zur Verwendung durch die Säugetierzellen verwendet werden könnte, wenn Licht angewendet wird, um den photosynthetischen Prozess auszulösen.
Um das herauszufinden, schufen die Forscher Strukturen namens Nanothylakoid-Einheiten (NTUs) aus Pflanzen-Chloroplasten. Sie bedeckten sie dann mit Mauszellen, um zu verhindern, dass das Immunsystem der Maus angreift, wenn die NTUs in die Kniegelenke von Mäusen mit Arthrose injiziert wurden.
Als nächstes beleuchteten sie die Gelenke, um den photosynthetischen Prozess und damit die Produktion von ATP und NADPH anzuregen. Tests zeigten, dass die Technik zu einem verbesserten Anabolismus in den Mauszellen führte, was wiederum zu einer Verringerung des Fortschreitens der Krankheit (verlangsamter Knorpelabbau) bei den Testmäusen führte.
Die Forscher schlagen vor, dass ihre ersten Experimente zeigen, dass ihr Ansatz als therapeutischer Ansatz zur Behandlung fortschreitender Krankheiten vielversprechend ist. Sie stellen auch fest, dass der gleiche Ansatz verwendet werden könnte, um Zellen als Teil eines Prozesses zur Herstellung von Biokraftstoffen und möglicherweise anderen nützlichen Chemikalien zu metabolisieren.
Mehr Informationen:
Pengfei Chen et al, Ein pflanzliches natürliches Photosynthesesystem zur Verbesserung des Zellanabolismus, Natur (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05499-y
Pflanzenzellmaschinerie zur Herstellung von Metaboliten, die in Säugetierzellen übertragen werden, Natur (2022). DOI: 10.1038/d41586-022-03629-0
© 2022 Science X Netzwerk