Transplantation de mitochondries
Depuis une dizaine d’années, les scientifiques ont découvert, grâce à des études in vitro (tubes à essai et boîtes de culture) et in vivo (à l’intérieur d’organismes vivants), que les mitochondries peuvent être transférées d’une cellule à l’autre, d’un tissu à l’autre et d’un animal à l’autre. Les scientifiques espèrent appliquer ces méthodes à la fois aux maladies mitochondriales primaires et aux dysfonctionnements mitochondriaux acquis dans les maladies liées à l’âge telles que la maladie de Parkinson et la démence, y compris la maladie d’Alzheimer et les maladies cardiovasculaires.
Bien qu’elle soit loin d’être prête pour une utilisation humaine à grande échelle, la transplantation de mitochondries, également appelée transplantation mitochondriale (ou transfert ou transfusion), nécessite encore des recherches et des essais importants, mais elle est très prometteuse en tant qu’option thérapeutique viable pour de nombreuses personnes, y compris les patients atteints d’une maladie mitochondriale primaire.
La transplantation de mitochondries est un processus complexe ; c’est pourquoi nous avons essayé de simplifier le processus et de minimiser la terminologie médicale et scientifique pour décrire au mieux cette technique. La transplantation de mitochondries commence par le prélèvement d’un échantillon de tissu (généralement du tissu musculaire) sur un donneur ou sur une zone du corps où les tissus ne sont pas affectés par des lésions ou des maladies. Les mitochondries sont isolées à partir de cet échantillon de tissu. Le processus d’isolement peut être compliqué et doit être réalisé rapidement pour garantir que les mitochondries restent intactes et viables. L’isolement et la préparation des mitochondries pour la transplantation peuvent prendre de 2 heures à moins de 30 minutes, en fonction du processus utilisé et de la quantité de mitochondries nécessaires (1).
Actuellement, le processus d’isolement présente certaines limites. L’isolement est limité par un délai étroit : les mitochondries isolées ne peuvent rester actives et conservées dans la glace que pendant 1 à 2 heures environ. Cela signifie que l’isolement et la délivrance nécessitent un délai court, ce qui exige des interventions chirurgicales rapides et peu coûteuses en temps (2).
Une fois isolées, les mitochondries peuvent être évaluées de plusieurs manières, par exemple en utilisant une combinaison de colorants fluorescents et de sondes qui permettent d’éclairer les mitochondries au microscope. Un dosage de l’ATP (l’ATP est la molécule porteuse d’énergie qui alimente les cellules) permet d’identifier et d’évaluer les mitochondries viables dans un lot de transfert. Une fois évaluées, les mitochondries viables sont alors prêtes à être transférées, par injection ou perfusion, dans la circulation sanguine ou dans des cellules, tissus ou organes déficients ou endommagés (3).
Bien que la transplantation mitochondriale n’ait pas été utilisée pour traiter des patients atteints d’une maladie mitochondriale primaire, elle est actuellement étudiée sur des cellules, des animaux (tels que des souris) et des humains. Plus récemment, des études précliniques ont évalué le transfert de mitochondries comme une technique permettant de ralentir ou d’inverser les lésions rénales, rétiniennes, septiques, cérébrales ou cardiaques, pour n’en citer que quelques-unes.
La transplantation de mitochondries a été et continue d’être étudiée chez les patients souffrant d’ischémie myocardique (absence de flux sanguin vers le cœur ayant un impact sur le fonctionnement, causant des dommages au muscle cardiaque) et de lésions de reperfusion (dysfonctionnement ou mort cellulaire suite au rétablissement du flux sanguin vers le tissu endommagé).
Pour l’instant, la transplantation de mitochondries n’a pas été utilisée pour traiter des personnes atteintes d’une maladie mitochondriale primaire. L’une des raisons pour lesquelles ces études sont plus difficiles est qu’elles nécessitent des mitochondries provenant d’un donneur plutôt que d’une région saine du corps du patient. Peu de travaux ont été réalisés sur les exigences relatives aux donneurs pour la transplantation de mitochondries ; cependant, des études portant sur des modèles de souris ont permis de spéculer sur les meilleures approches pour l’homme, mais il n’existe pas encore de critères clairs.
Lorsque l’on envisage une greffe de mitochondries et que l’on recherche des donneurs, il est possible, si certaines parties du corps ne sont pas affectées par des tissus endommagés ou malades, de prélever un échantillon de tissu dans une zone non affectée. Les mitochondries sont ensuite isolées, évaluées et transférées dans les cellules, tissus ou organes endommagés ou malades. Dans le cas d’une maladie mitochondriale primaire, tous les tissus et organes d’un patient contiennent des mitochondries génétiquement altérées. Pour les patients atteints d’une maladie mitochondriale primaire, ces techniques nécessiteront probablement des mitochondries provenant d’un donneur.
La transplantation mitochondriale a été testée dans de petites études. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour déterminer les avantages de la transplantation de mitochondries dans la gestion ou le traitement de la maladie mitochondriale primaire. En ce qui concerne les risques, certaines études ont montré des réactions inflammatoires indésirables à la suite d’un transfert à partir de donneurs non apparentés. En raison des complications possibles, il est recommandé d’envisager un donneur qui fait partie de la famille génétiquement proche du patient (4). Cependant, d’autres études ont noté que les mitochondries transférées ne présentaient aucune réponse immunitaire, auto-immune ou inflammatoire évidente au niveau de l’organe ou du système (5).
La transplantation de mitochondries a par exemple été utilisée dans le cas de lésions d’ischémie-reperfusion du myocarde chez des patients pédiatriques. L’ischémie myocardique se produit lorsque le flux sanguin vers le muscle cardiaque est insuffisant et que ce dernier ne peut donc pas fonctionner correctement. Lorsque l’irrigation sanguine des tissus, des muscles ou des organes est restreinte, l’apport d’oxygène est insuffisant, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement des cellules tissulaires, voire leur mort (6). Dans la première application clinique, la transplantation de mitochondries a été utilisée chez des patients pédiatriques ayant subi une ischémie myocardique avec reperfusion. Des mitochondries ont été transférées dans les zones affectées du cœur et, après l’intervention, les patients ont présenté des améliorations possibles de la fonction cardiaque par rapport à des patients similaires qui n’avaient pas été traités par transplantation mitochondriale (7).
Les chercheurs ne semblent pas encore connaître l’étendue des risques et des avantages de cette thérapie, mais ils espèrent que de futurs patients pourront bénéficier d’une transplantation mitochondriale.
- McCully JD, Del Nido PJ, Emani SM. Transplantation de mitochondries pour le sauvetage d’organes. Mitochondrion. 2022 05 ; 64:27-33. PMID : 35217248.
- Tian-Guang Zhang, Chao-yu Miao, Mitochondrial transplantation as a promising therapy for mitochondrial diseases, Acta Pharmaceutica Sinica B, Volume 13, Issue 3, 2023, Pages 1028-1035, ISSN 2211-3835, https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.10.008.
- Tian-Guang Zhang, Chao-yu Miao, Mitochondrial transplantation as a promising therapy for mitochondrial diseases, Acta Pharmaceutica Sinica B, Volume 13, Issue 3, 2023, Pages 1028-1035, ISSN 2211-3835, https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.10.008.
- Tian-Guang Zhang, Chao-yu Miao, Mitochondrial transplantation as a promising therapy for mitochondrial diseases, Acta Pharmaceutica Sinica B, Volume 13, Issue 3, 2023, Pages 1028-1035, ISSN 2211-3835, https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.10.008.
- McCully JD, Del Nido PJ, Emani SM. Transplantation de mitochondries pour le sauvetage d’organes. Mitochondrion. 2022 05 ; 64:27-33. PMID : 35217248.
- Clinique de Cleveland. « Ischémie myocardique : Causes, symptômes et traitement ». Clinique de Clevelandmy.clevelandclinic.org/health/diseases/17848-myocardial-ischemia.
- A. Guariento, B. Pikarski, A. Ferraro, D. Harrild, D. Zurakowski, P.J. del Nido, J.D. McCully, S.M. Emani. Autologous Mitochondrial Transplantation for Cardiogenic Shock after Ischemia-Reperfusion Injury. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 162 (2021), pp. 992-1001, 10.1016/j.jtcvs.2020.10.151
