Source: The Conversation – (in Spanish) – By Carlos Santos Ocaña, Profesor Titular de Biología Celular e Investigador, Universidad Pablo de Olavide
Muchas de las enfermedades raras de origen genético que aparecen en la infancia tienen un elemento en común: el origen del trastorno reside en la mitocondria, que metafóricamente se suele identificar como la central energética de la célula. Aunque quizás sería más apropiado equipararla con un polígono industrial.
La mitocondria demanda energía para fabricar sustancias que, posteriormente, son transportadas al resto de la célula. Además de las necesidades logísticas, como en cualquier industria, se generan residuos que es preciso recoger y eliminar. De ahí que la equipare con un polígono industrial.
En cada célula, alrededor de 1 300 proteínas trabajan a la vez para suministrar energía, garantizar que le llegan las materias primas que necesita y ofrecer una respuesta activa frente al estrés oxidativo.
Sin embargo, tal complejidad tiene una cara oscura: cualquier alteración de estos procesos es difícilmente aislable y afecta negativamente a la mitocondria, que en realidad es… ¡una célula dentro de otra célula!
“Te engullo porque me interesas”
Han leído bien, sí. La mitocondria es una célula dentro de otra célula. Esto tiene que ver con su origen endosimbionte: aunque la evolución de los organismos se produce normalmente mediante mutaciones en su ADN validadas por la selección natural, a veces un organismo obtiene ventajas al integrar a un segundo organismo en su interior. Es decir, llevando a cabo un secuestro celular en toda regla.
Imaginen una gran célula, incapaz de utilizar el letal oxígeno para obtener energía. Esta célula grande se come a otra célula que sí tiene esa capacidad, y consigue oxidar los nutrientes hasta obtener toda su energía. Ambas células llegan a una especie de acuerdo: la grande aporta nutrientes y protección física, y la pequeña, energía y protección antioxidante. Es lo que se conoce como endosimbiosis.
Posiblemente este acuerdo fue algo más violento de lo contado aquí, y es el origen de la tercera razón que hace especial a la mitocondria: como cualquier otra célula, tiene su propio ADN, el ADN mitocondrial. Y no hay 2 copias sino cientos por cada mitocondria (y cientos de mitocondrias).
Todas estas características hacen que las enfermedades mitocondriales resulten difíciles de estudiar y obstaculicen especialmente la búsqueda de tratamientos para los pacientes. La complejidad de las funciones mitocondriales explica la gran diversidad de estas dolencias, tanto en sus síntomas y manifestaciones clínicas como en los órganos afectados, en la gravedad de los pacientes y en el momento de inicio de la enfermedad.
A ello se suma la coexistencia del ADN nuclear y del ADN mitocondrial. La mitocondria requiere 1 300 proteínas para funcionar y sólo 13 son sintetizadas por ella misma. El resto lo aporta el ADN nuclear, lo que supone una integración extrema y muchos problemas de coordinación. De hecho, las enfermedades mitocondriales se deben a mutaciones en ambos tipos de ADN.
Según diversos estudios, existen entre 300 y 400 tipos de enfermedades mitocondriales y afectan a 1 de cada 5 000 personas, unas 10 000 en total en España.
Una lucha amistosa entre dos genomas
Además de la coexistencia de genomas, nos queda el problema del ADN mitocondrial. Tenemos miles de copias de él, que heredamos al 100 % de nuestras madres y que no siempre son idénticas entre sí. Cuando en una persona todas sus copias del ADN mitocondrial son iguales y no presentan mutaciones, se dice que su ADN mitocondrial es homoplásmico. Sin embargo, la presencia de una mutación en el ADN mitocondrial produce heteroplasmia, es decir, una mezcla de moléculas sanas y mutadas. En estos casos, la enfermedad se genera sólo cuando el número de copias del ADN mitocondrial mutado supera un umbral determinado.
Para complicar la situación, cada célula, órgano, aparato o sistema puede presentar un grado diferente de heteroplasmia, lo que genera una gran diversidad en los síntomas de los pacientes. Las mutaciones en el ADN mitocondrial afectan directamente a la función más importante y crítica de la mitocondria: la producción de energía mediante la cadena respiratoria. Y por ello, suelen ser graves.
Pero existen algunas soluciones para las enfermedades mitocondriales. El diagnóstico se acelera al disponer de mejores herramientas analíticas y ya existen tratamientos efectivos reales para un 5 % de estas patologías (coenzima Q10, tiamina…). Queda el problema del ADN mitocondrial, pero se está abordando mediante una frenética actividad investigadora: técnicas de transferencia o trasplante de mitocondria, eliminación del ADN mitocondrial mutado, importación mitocondrial de genes corregidos y la edición directa del ADN mitocondrial.
Hay esperanza: lo que hoy es investigación, mañana será realidad.
Carlos Santos Ocaña no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
– ref. Cuando lo que falla es el suministro de energía: enfermedades mitocondriales – https://theconversation.com/cuando-lo-que-falla-es-el-suministro-de-energia-enfermedades-mitocondriales-280158