Nytt verktyg kan styra balansen mellan friskt och muterat mitokondrie-DNA

Mitokondrier är cellernas energifabriker och bär på sitt eget lilla arvsmassa, kallat mitokondrie-DNA (mtDNA). När detta DNA innehåller skadliga mutationer kan följden bli allvarliga sjukdomar som drabbar muskler, hjärna, hjärta och andra energikrävande organ. Problemet har länge varit svårt att studera och behandla, eftersom mitokondriernas DNA är svårt att nå och påverka på ett kontrollerat sätt.

En viktig komplikation är att en och samma cell ofta innehåller en blandning av friskt och muterat mtDNA samtidigt. Detta tillstånd kallas heteroplasmi. Hur stor andel av kopiorna som är muterade avgör i hög grad hur sjuk en person blir. Ligger andelen muterat DNA under en viss tröskel märks ofta inga symtom, men över den nivån kan sjukdomen bryta ut. Att kunna styra denna andel har därför varit en efterlängtad möjlighet inom forskningen.

Det är just detta som det nya verktyget gör möjligt. Forskarna har finjusterat molekyler som riktas specifikt mot mitokondrierna och som där kan känna igen och bryta ner muterat mtDNA, samtidigt som de friska kopiorna sparas. Resultatet blir att balansen förskjuts till de friska kopiornas fördel. Metoden har testats i stamceller som odlats fram från patienter, vilket gör resultaten särskilt relevanta för verkliga sjukdomstillstånd.

En av de stora fördelarna är att tekniken fungerar åt båda hållen för forskningens del. Genom att justera mutationsnivån kan forskare skapa cellmodeller med olika grad av sjukdomsbelastning. Det gör det möjligt att studera exakt hur olika nivåer av muterat mtDNA påverkar cellernas funktion, och att testa nya läkemedel under kontrollerade förhållanden. Tidigare har bristen på sådana välkontrollerade modeller varit ett hinder för forskningen.

Minst lika intressant är den möjliga terapeutiska tillämpningen. Om man kan minska andelen muterat mtDNA i en patients celler under den kritiska tröskeln skulle sjukdomssymtomen i teorin kunna lindras eller helt undvikas. De första resultaten i patienthärledda celler tyder på att strategin har potential, även om vägen från laboratorium till färdig behandling är lång och kräver omfattande ytterligare studier.

Mitokondriella sjukdomar är en grupp ärftliga tillstånd som i dag saknar botande behandling. De ärvs nästan alltid på mödernet, eftersom mitokondrierna förs vidare via äggcellen. Eftersom mängden muterat mtDNA kan variera kraftigt mellan individer i samma familj, och till och med mellan olika vävnader hos samma person, har de här sjukdomarna varit svåra att förutsäga och hantera.

Det nya verktyget innebär att forskare för första gången på ett relativt precist sätt kan påverka mitokondriernas arvsmassa utan att förstöra den friska delen. Även om mycket arbete återstår innan tekniken kan användas i vården, betraktas den som ett lovande steg mot framtida behandlingar för en patientgrupp som länge stått utan verkliga alternativ.