Horizontal transfer of mitochondria in brain tumours

Abstract

The rapidly expanding field of horizontal mitochondrial transfer (HMT) is progressively gaining more attention after recent discoveries suggest that intercellular organelle transport is a much more frequent phenomenon than previously thought. An emerging body of literature has linked HMT to several physiological and pathophysiological conditions, from wound healing to cancer. The functional implications of such transfer events range from cellular metabolism regulation to increased proliferation, immune evasion or self-renewal. In our laboratory, we have previously proven the occurrence of HMT for in vivo subcutaneous breast and skin cancer models using respiration-deficientcells (ρ0 cells) with depleted mtDNA. When injected into a syngeneic host animal, these cells acquire functional mitochondria with mtDNA from the surrounding host tumour microenvironment to restore respiration. Moreover, these experiments showed that for mtDNA-depleted ρ0 cells, HMT is a prerequisite for tumour growth, which implies that functional respiration is essential for tumour progression. Therefore, by studying HMT in the context of cancer, we uncovered one of the basic requirements for cancer growth: a functional electron transport chain (ETC). We hypothesised that this requirement is typical for many cancer types and that...

Rychle se rozvíjející oblast výzkumu horizontálního přenosu mitochondrií (HMT) si postupně získává větší pozornost poté, co nedávné výzkumy naznačily, že mezibuněčný transport organel je mnohem častější jev, než se dříve myslelo. Narůstající množství vědeckých studií popisuje HMT v řadě fyziologických i patofyziologických stavů, od hojení ran až po rakovinu. Důsledky tohoto mitochondriálního přenosu sahají od regulace buněčného metabolismu po zvýšenou proliferaci, únik imunitnímu systému, či zvýšenou buněčnou sebeobnovu. V předchozím výzkumu naší laboratoře jsme prokázali výskyt HMT in vivo v subkutánních modelech rakoviny prsu a kůže s využitím nerespirujících ρ0 buněk bez mtDNA. Tyto buňky jsou schopné získat funkční mitochondrie s mtDNA z okolního nádorového mikroprostředí syngenního hostitele, čímž dojde k obnovení respirace. Těmito experimenty bylo také ukázáno, že pro nerespirující buňky je HMT nezbytnou podmínkou pro růst nádorů, což naznačuje, že funkční respirace je nezbytná pro růst nádorů. Studium HMT v kontextu rakoviny tudíž pomohlo odhalit jeden ze základních předpokladů růstu nádorů: funkční elektronový transportní řetězec (ETC). Předpokládali jsme, že tento požadavek je vlastní různým druhům nádorů a že podobné mechanismy jsou uplatňovány také při tvorbě nádorů mozku. HMT v mozku byl...