Konferencja  Targeting Mitochondria 2025

Berlin 22-24 października 2025

Własnie wczoraj wróciłem z Berlina, gdzie miała miejsce coroczna, 16-ta już edycja największej światowej konferencji naukowej dotyczącej mitochondriów `TARGETING MITOCHONDRIA 2025`. Jak zwykle pobyt na takiej konferencji dostarcza szeregu wrażeń, oczywiście tych naukowych, związanych z najnowszymi informacjami na temat funkcjonowania tych arcyważnych organelli.

W konferencji uczestniczyło 230 osób z całego świata. Wygłoszonych zostało 21 wykładów plenarnych, 30 prezentacji krótkich. Wystawionych było ponad 80 posterów.

Konferencja zaczęła się od przypomnienia podstawowych informacji dotyczących ewolucji życia na Ziemi a mianowicie, jak doszło do tego że mitochondria jako ongiś archebakterie 2 mililardy lat temu weszły w symbiozę z protobakteriami i co rozpoczęło nowy etap ewolucji życia i umożliwiło oderwanie się pierwotnych form życia od dna oceanicznego, gdzie energia do życia pozyskiwana była pierwotnie ze związków siarki wydobywających się z dna oceanu. Przedstawione były przy tej okazji ciekawe koncepcje, analizy i eksperymenty, które rozświetlają naszą wiedzę, w jaki sposób życie mogło się rozwinąć na dnie oceanu na pierwotnych strukturach siarkowo-żelazowych, które wytwarzały gradient elektryczny, który mógł następnie zasilić  syntezę pierwotnych związków organicznych, w tym aminokwasów i DNA. Wstęp ten miał o tyle znaczenie, że przypominał wszystkim, że mitochondria ewolucyjnie patrząc to w pewnej mierze samodzielne struktury, które mają własne DNA, dzielą się przez podział i mogą się przemieszczać pomiędzy komórkami.

Wróćmy jednak do mitochondriów.

To co zdominowało temat bieżącej konferencji to właśnie kwestia migracji mitochondriów między różnymi typami komórek w organizmie oraz kwestie przeszczepiania mitochondriów w różnych stanach chorobowych. Może się wydawać dziwne, że organella wewnątrzkomórkowe mogą się aktywnie przemieszczać między komórkami w ludzkim organizmie ale jednak trzeba to powiedzieć wyraźnie, tak właśnie jest i nie podlega to już żadnej naukowej dyskusji. Można jedynie dyskutować nad kwestią w jaki sposób się to dzieje i jakie niesie to za sobą konsekwencje dla naszego rozumienia procesów życiowych. Skala zjawiska jest bardzo duża a konsekwencje dla przyszłości medycyny ogromne.

Na pierwszy ogień, tak żeby zacząć od mocnego uderzenia, wygłoszony został wykład prof. Yosuke Togashi „Immune Evasion through tumor-derived mitochondria transfer”, w którym przedstawione  zostało, w jaki sposób komórki nowotworowe bronią się przed układem odpornościowym, a mianowicie wysyłają swoje uszkodzone mitochondria do atakujących je komórek odpornościowych, przez co te zmniejszają swoje zdolności obronne.  Przetransportowane uszkodzone nowotowore mitochondria stopniowo przejmują komórkę limfocytu samemu się rozmnażając i wymuszając usuwanie mitochondriów macierzystych. Również komórki odpornościowe wysyłają swoje mitochondria do komórek nowotworowych, jednak różne inne mechanizmy molekularne sprawiają, że komórki nowotworowe niszczą zdrowe mitochondria z limfocytów a limfocyty nie umieją zniszczyć uszkodzonych mitochondriów z komórek nowotworowych, przez co walka z nowotworem ulega przegraniu. Konieczne jest zrozumienie szczegółowych mechanizmów molekularnych, które tym procesem rządzą. Warto dodać, ze transfer zachodzi nie tylko poprzez wyrzucanie mitochondriów do przestrzeni międzykomórkowej a następnie ich pochłanianie przez komórki sąsiednie, ale również przez specjalne długie cienkie nanotuby, które fizycznie łączą komórki i przez które mitochondria są transportowane do komórek docelowych.

 Kolejny wykład dotyczył transportu mitochondriów między komórkami nowotworowymi raka sutka a sąsiadującymi z nimi komórkami nerwowymi. Komórek nerwowych w guzie jest ok. 3%. Otóż komórki nowotworowe w bezpośrednim pobliżu komórek nerwowych mają więcej mitochondriów i rosną lepiej. Okazuje się że owe komórki nerwowe są głównym dostarczycielem w miarę zdrowych mitochondriów do komórek nowotworowych i 30% mitochondriów w komórkach nowotworowych pochodzi z tych komórek nerwowych. Komórki nowotoworwe w pewnym sensie podporządkowują sobie te komórki nerwowe do własnych celów ale też dbają o te komórki nerwowe, by dostarczały im ciągle mitochondriów. Obecność komórek nerwowych w guzie wspiera tworzenie się przerzutów raka.

Kolejny wykład z kolei opowiadał o tym jak komórki macierzyste (BMSC – bone marrow–derived mesenchymal stem cells) wspierają odpornościowe limfotyty T CD8+ w walce z nowotworem. Otóż komórki te służą limfocytom jako dostawcy mitochondriów. Walka z patogenami, w tym z komórkami nowotworowymi, polega na tworzeniu dużych ilości toksycznej wody utlenionej. W takich warunkach mitochondria szybko się zużywają, trochę jak opony w bolidzie Formuły 1. Dlatego muszą być dostarczane nowe, zdrowe mitochondria do walki z patogenami. Komórki BMSC łączą się przez specjalne nanotuby i transportują mitochondria do limfocytów. Przypomina to, jak żywo,  widok dwóch samolotów tankujących paliwo w powietrzu przez specjalną rurę wypuszczaną z samolotu dostawczego do samolotu bojowego. Prościej jest dostarczyć nowe mitochondria niż wymieniać całą komórkę, tak jak prościej jest wymienić opony niż cały bolid.

Kolejny wykład omawiał pionierskie badania dotyczące przeszczepiania mitochondriów do nowotworu w celu uwrażliwienia go na radioterapię. Zdrowe mitochondria podane do jamy pooperacyjnej po wycięciu glioblastoma (złośliwy guz mózgu) powodowały, że komórkom nowotworowym poprawiał się metabolizm dzięki czemu stawały się bardziej radiowrażliwe. Efekt zależał jednak od typu glioblastoma.

Kolejny wykład odbiegał od tematyki przeszczepu mitochondriów, natomiast przedstawiał nowatorską technikę obrazowania architektoniki rozmieszczenia białek cytochromów na błonach mitochondrialnych przy użyciu  ‘Cryo-electron tomography’. Metoda pozwala zobrazować w 3D i obejrzeć białka leżące sobie na błonach mitochondrialnych, jak drzewa rosnące w lesie. Pozwala to dokładnie obejrzeć, jak blisko siebie leżą poszczególne cytochromy, (a muszą leżeć blisko siebie, gdyż wymieniają między sobą elektrony i protony) i jak są rozmieszczone względem siebie w respirasomach, czyli skupionych blisko siebie kompleksach cytochromów, w których zachodzi produkcja energii. Pozwala to oczywiście również obrazować, jak się zmienia architektonika ich rozmieszczenia pod wpływem różnych czynników, np. toksyn mitochondrialnych, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia co się dzieje pod ich wpływem.

Jeden z kolejnych wykładów omawiał znaczenie mitofagii, czy usuwania uszkodzonych fragmentów mitochondriów dla podtrzymania dobrego stanu zdrowia. DNA mitochondrialne jest stale narażone na uszkodzenia w skutek wycieku elektronów z łańcucha cytochromów i wytwarzania toksycznej wody utlenionej (tzw. mitostres), przez co proces wymiany i regeneracji mitochondriów jest kluczowy dla podtrzymania witalności przez całe życie. Mitochondria cały czas się przebudowują, dzielą na mniejsze warunkach ‘odpoczynku” energetycznego i łączą w większe długie tuby w warunkach intensywnej produkcji energii. Jednym z kluczowych elementów tej homeostazy jest systematyczne usuwanie bardziej uszkodzonych fragmentów przez mitofagię, czyli odłączanie kawałka mitochondriom z jego końca a następnie odtransportowanie go do strawienia w fagosomie. Zaburzenie tego procesu to przyspieszenie starzenia się i zaczyn do rozwoju m.in. neurodegeneracji.

Kolejny wykład omawiał uszkodzenia mitochondriów w cukrzycy typu II i powiązania tych uszkodzeń z kaskadą zapalno-oksydacyjną rozwijającą się w przebiegu tej choroby.

Kolejny wykład, zresztą nagrodzony jako najlepszy ‘short oral presentation’ omawiał wpływ na aktywność i zdrowie mitochondriów odżywiania się a ściślej ograniczeń czasowych w diecie (nazywamy to w Polsce - post przerywany, czyli utrzymywanie w ciągu doby przerwy od posiłków trwającej 12 lub 16 godzin). Najkorzystniej dla serca wypadała przerwa 12-godzinna. Wskazano dużą korelację aktywności wielu genów z cyklem odżywiania w różnych częściach mózgu i różnych tkankach. W tym również następowała synchronizacja pracy mitochondriów.

Drugi dzień Kongresu rozpoczął się od wykładu na temat roli równowagi jonowej w poprzek błony mitochondrialnej i roli różnych kanałów jonowych w aktywowaniu i hamowaniu różnych procesów regulacyjnych. Szczególna uwag poświęcona była kanałom potasowym i wapniowym, gdyż to te jony w największym stopniu przyczyniają się do regulacji równowagi metabolicznej. Napływ jonów wapnia prowadzi do aktywacji mitochondriów, wzrostu produkcji rodników tlenowych a w nadmiarze do neurodegeneracji. Potas natomiast działa ochronnie na metabolizm mitochondriów. Kanały wapniowe i potasowe, których jest wiele typów i które otwierają się w odpowiedzi na różne bodźce pełnią kluczową funkcję regulującą pracę mitochondriów i oddziaływanie na te kanały niesie za sobą potencjalnie duże możliwości terapeutyczne. Problemem jednak jest wniknięcie potencjalnego leku do mitochondriom oraz interakcje z podobnymi kanałami jonowymi w błonie komórki.

Zwrócono również uwagę na możliwość aktywowania kanałów potasowych poprzez naświetlanie podczerwienią 820nm, co prowadzi do działania ochronnego. Światło w przeciwieństwie do substancji chemicznych relatywnie łatwo penetruje do wszystkich organelli komórki. Efektywna penetracja świałta 820nm w głąb ciała to ok. 1-3cm w zależności od tkanki.

Kolejny wykład dotyczył badań nad nowym lekiem przecinowotoworym PT-112, który jest I/II fazie badań klinicznych. Jest to kompleks rutenu z pirofosforanem. W liniach komórkowych nowotoworowych z mutacją DNA mitochondrialnego nasila on produkcję wolnych rodników ale tylko w tych częściowo dysfunkcyjnych mitochondriach prowadząc do śmierci komórek z tymi dysfunkcyjnymi mitochondriami, czyli nowotworowych.

Kolejna sesja była zorientowana medycznie i dotyczyła powiązań mitochondriów a różnymi chorobami. Na początek omówiono pokrótce statystyki dotyczące coraz większej liczby badań klinicznych nad lekami na różne choroby, które swój cel terapeutyczny mają w mitochondriach. Liczba tych badań rośnie z roku na rok w szybkim tempie. Wiele z tych chorób to choroby mające podłoże genetyczne jak np. choroba Lebera powodująca postepującą utratę wzroku.

Kolejny wykład omawiał problemy jakie stoją przed nauką i medycyną, które są związane z przeszczepianiem mitochondriów, dotyczą źródeł pozyskiwania mitochondriów, analizy stanu ich zdrowia przed podaniem, problemu ich agregacji z ciele i wytwarzania zakrzepów, sprawienia, by wchodziły do tych komórek do których mają wejść a nie do innych, kwestii długoterminowych związanych z ich podaniem, wytycznych do prowadzenia badań, itp.

Jeden z kolejnych wykładów opisywał eksperymentalne ostrzykiwanie głębokiej odleżyny 4 stopnia mitochondriami. Rana w 90 % zasklepiła się w ciągu 30 dni, dalszy mniejszy już postęp był widoczny w przeciągu kolejnych 4miesięcy. Przy okazji zauważono pewne ogólnoustrojowe efekty terapii związan prawdopdobnie z faktem, że część mitochondriów dostawała się przez krew do innych odległych tkanek. Nie obserwowano efektów ubocznych terapii.

Dwie inne prezentacje dotyczyły retinopatii cukrzycowej. Pierwsza dotyczyła badań nad zaburzeniami pracy mitochondriów w komórkach Muellera w siatkówce oka w retinopatii cukrzycowej i wynikającymi z tego inklinacjami terapeutycznymi mającymi przywrócić zaburzony profil ekspresji genów wynikający z zaistniałej dysregulacji mitochondrialnej. Druga pokazywała wstępne badania dotyczące tranplantacji mitochondodnriów do siatkówki na modelu zwierzęcym.

Oczywiście ciekawych wykładów było więcej, ale dotyczyły one bardziej szczegółowych aspektów metabolicznych, mniej ciekawych dla osoby niezagłębionej w temacie. Również wiele posterów było ciekawych ale trudno było je wszystkie dokładnie przejrzeć, zważywszy że każdy prezentował dużą ilość danych.

Niewątpliwie jest to jedna z najbardziej futurystycznych konferencji naukowych w medycynie. Na koniec przedstawiono priortytety tematyczne na przyszły rok:

1.   Mitochondria and Artificial Intelligence

2.   Mitochondria – Microbiota –dialogue

3.   Extracellular Vesicles and Communication

Organizatorzy zaprosili również na inną równoległą konferencję, która odbędzie się w kwietniu 2026: 2nd World Congress Targeting Longevity. Targets: Mitochondria, Microbiota and Redox

Do zobaczenia na tych wydarzeniach.

Pozdrawiam serdecznie,

Prof. UAM dr hab. inf., dr med. Krzysztof Michalak