Chińscy naukowcy udowodnili że istnieje możliwość wykonania przeszczepu międzygatunkowego naturalnego systemu fotosyntetycznego pochodzenia roślinnego i jego funkcjonowanie w komórkach ludzkich. System działa ale wyzwaniem pozostaje jak zapobiec jego niszczeniu przez system immunologiczny człowieka. Chloroplasty w ludzkich komórkach mogły by przydać się np. do terapii choroby zwyrodnieniowej stawów powodowanej przez niedostatek energii w komórkach.

Niewystarczający anabolizm wewnątrzkomórkowy jest kluczowym czynnikiem zaangażowanym w wiele procesów patologicznych w organizmie. Anabolizm substancji wewnątrzkomórkowych wymaga zużycia wystarczającej ilości energii wewnątrzkomórkowej oraz produkcji ekwiwalentów redukujących. ATP działa jako „waluta energetyczna” dla procesów biologicznych w komórkach, a zredukowana forma NADPH jest kluczowym dawcą elektronów, który zapewnia siłę redukującą dla anabolizmu. W warunkach patologicznych trudno jest skorygować zaburzony anabolizm i zwiększyć niedostateczny poziom ATP i NADPH do optymalnych stężeń. Chińscy naukowcy pokazali niezależny i kontrolowany nanowymiarowy system fotosyntezy pochodzenia roślinnego oparty na jednostkach nanotylakoidów. Aby umożliwić zastosowania międzygatunkowe, użyto specyficznej dojrzałej błony komórkowej (błona chondrocytów (CM)). Jako dowód koncepcji, wykazano, że te CM-NTU wchodzą do chondrocytów poprzez fuzję błonową, unikają degradacji lizosomów i osiągają szybką penetrację. Ponadto CM-NTU zwiększają wewnątrzkomórkowe poziomy ATP i NADPH in situ po ekspozycji na światło i poprawiają anabolizm w zdegenerowanych chondrocytach. Mogą również systemowo korygować nierównowagę energetyczną i przywracać metabolizm komórkowy w celu poprawy homeostazy chrząstki i ochrony przed patologicznym postępem choroby zwyrodnieniowej stawów. Ta strategia terapeutyczna w chorobach zwyrodnieniowych opiera się na naturalnym systemie fotosyntezy, który może w kontrolowany sposób nasilać anabolizm komórek poprzez niezależne dostarczanie kluczowych nośników energii i metabolizmu. Badanie to zapewnia również lepsze zrozumienie przygotowania i zastosowania bioorganizmów i biomateriałów kompozytowych do leczenia chorób.

Źródło: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05499-y

Jako ciekawostkę można dodać że na zajęciach biologii syntetycznej, gdy spyta się uczniów jakie funkcje w organizmach biologicznych chcieli by stworzyć, jedną z popularniejszych odpowiedzi jest fotosynteza u ssaków.