$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
הפרעות מיטוכונדריאליות (MDs) הן קבוצה של תסמונות רב-מערכתיות הנגרמות על ידי פגיעה בתפקודים המיטוכונדריאליים עקב מוטציות בדנ"א גרעיני (nDNA) או במיטוכונדריאלי (mtDNA)1. הם בין המחלות המטבוליות התורשתיות הנפוצות ביותר, עם שכיחות של 1:5,000. מחלות הקשורות ל- mtDNA עוקבות אחר הכללים של גנטיקה מיטוכונדריאלית: תורשה אימהית, הטרופלזמה ואפקט סף, והפרדה מיטוטית2. mtDNA אנושי הוא מעגל דנ"א דו-גדילי של 16.6 קילובייט, המכיל אזור בקרה קצר עם רצפים הדרושים לשכפול ושעתוק, 13 גנים המקודדים חלבונים (כולם תת-יחידות של שרשרת הנשימה), 22 tRNA ו-2 גנים rRNA3.
אצל אנשים בריאים, יש גנוטיפ mtDNA אחד ויחיד (homoplasmy), בעוד שיותר מגנוטיפ אחד מתקיים בדו-קיום (הטרופלזמה) בתנאים פתולוגיים. מוטציות הטרופלסמיות מזיקות חייבות להתגבר על סף קריטי כדי לשבש OXPHOS ולגרום למחלות שיכולות להשפיע על כל איבר בכל איבר בכל גיל4. הגנטיקה הכפולה של OXPHOS מכתיבה תורשה: אוטוזומלית רצסיבית או דומיננטית ומקושרת X למוטציות nDNA, אימהית למוטציות mtDNA, בתוספת מקרים ספורדיים הן עבור nDNA והן עבור mtDNA.
בתחילת עידן הרפואה המיטוכונדרית, ניסוי פורץ דרך של קינג ואטארדי5 ביסס את הבסיס להבנת מקורה של מוטציה האחראית על MD על ידי יצירת תאים היברידיים המכילים גרעינים מקווי תאים סרטניים שבהם mtDNA התרוקן לחלוטין (תאי rho0) ומיטוכונדריה מחולים עם MDs. טכניקות ריצוף מהדור הבא (NGS) לא היו זמינות באותה תקופה, ולא היה קל לקבוע אם מוטציה קיימת בגנום הגרעיני או המיטוכונדריאלי. השיטה, שתוארה בשנת 1989, שימשה אז כמה חוקרים שעבדו בתחום הרפואה המיטוכונדרית 6,7,8,9; פרוטוקול מפורט פורסם לאחרונה10, אך עדיין לא נעשה סרטון. מדוע פרוטוקול כזה צריך להיות רלוונטי בימינו כאשר NGS יכול לזהות במדויק ובמהירות היכן נמצאת מוטציה? התשובה היא שדור cybrid הוא עדיין הפרוטוקול החדיש ביותר כדי להבין את התפקיד הפתוגני של כל מוטציה mtDNA חדשה, לתאם את אחוז ההטרופלזמה עם חומרת המחלה, ולבצע חקירה ביוכימית במערכת גרעינית הומוגנית שבה התרומה של הרקע הגרעיני האוטוכטוני של המטופל נעדרת11, 12,13.
פרוטוקול זה מתאר כיצד להשיג ציטופלסטים מפיברובלסטים קונפלואנטיים שמקורם בחולים הגדלים בצלחות פטרי 35 מ"מ. צנטריפוגה של הכלים בנוכחות ציטוכלאסין B מאפשרת בידוד של ציטופלסטים משועבדים, אשר לאחר מכן מתמזגים עם תאי rho0 בנוכחות פוליאתילן גליקול (PEG). לאחר מכן מטפחים את הציברידים המתקבלים בתווך סלקטיבי עד שנוצרים שיבוטים. סעיף התוצאות הייצוגיות מציג דוגמה לאפיון מולקולרי של הציברידים המתקבלים כדי להוכיח כי ה-mtDNA זהה לזה של הפיברובלסטים של המטופלים התורמים וכי ה-nDNA זהה לדנ"א הגרעיני של קו תאי ה-rho0 הגידולי.