Las centrales eléctricas de las células: Las mitocondrias tienen un mecanismo de eliminación de residuos para deshacerse del ADNmt mutado
Un equipo de investigación ha identificado una diana molecular que podría abrir nuevas opciones terapéuticas para tratar enfermedades asociadas al envejecimiento
Científicos de la Universidad de Colonia han descubierto cómo las células pueden eliminar el ADN mitocondrial (ADNmt) mutado. Las mitocondrias son las centrales de nuestras células. Debido a su descendencia evolutiva de las bacterias, todavía tienen material genético empaquetado en estructuras similares a los cromosomas (nucleoides). Convierten la energía química de nuestros alimentos en una forma biológicamente utilizable. Un equipo de investigadores del Centro de Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colonia, el Centro de Medicina Molecular de Colonia (CMMC) y el Grupo de Excelencia para la Investigación del Envejecimiento del CECAD ha demostrado ahora que las mutaciones del ADNmt provocan una reorganización local de las proteínas de la membrana mitocondrial. El ADNmt mutado se dirige, se elimina y se somete a la autofagia, la "eliminación de residuos" celular. Los resultados han aparecido en Nature Communications con el título "Mitochondrial membrane proteins and VPS35 orchestrate selective removal of mtDNA".
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En muchos tejidos, las mutaciones en el ADNmt se acumulan como resultado del envejecimiento normal. Este tipo de mutaciones son una causa importante de muchas enfermedades asociadas al envejecimiento. Hay miles de copias de ADNmt en cada célula, por lo que la función mitocondrial sólo se ve afectada cuando el porcentaje de moléculas de ADNmt mutadas supera un determinado valor umbral. Hace tiempo que se ha establecido que el daño mitocondrial, incluido el daño agudo del ADNmt, desencadena el proceso de mitofagia. En este proceso, las partes disfuncionales de las mitocondrias se degradan y reciclan selectivamente.
El Dr. David Pla-Martin, autor principal del presente estudio, explicó los detalles: La novedad de nuestro estudio es que este mecanismo no afecta a la dotación de mitocondrias de las células, sino que sólo elimina el ADNmt dañado. Mediante el etiquetado de las proteínas vecinas -el llamado etiquetado de proximidad- demostramos que el daño del ADNmt conduce al reclutamiento de endosomas en las proximidades de los nucleoides". Su eliminación está coordinada por la interacción de la proteína Twinkle de los nucleoides y las proteínas de la membrana mitocondrial SAMM50 y ATAD3. ATAD3 controla su distribución, SAMM50 induce la liberación y el traslado del nucleoide a los llamados endosomas. Esto impide además la activación de una respuesta inmunitaria. La proteína VPS35, principal componente del retromer, media la maduración de los endosomas tempranos en vesículas de autofagia tardía, donde finalmente se produce la degradación y el reciclaje", dijo Pla-Martin.
Utilizando un modelo de ratón en el que las mutaciones del ADNmt conducen a un deterioro de la regeneración muscular, los científicos también demostraron que el ADNmt mutado selectivamente puede eliminarse estimulando la actividad del mecanismo de autofagia con rapamicina. Así, el número total de copias de ADNmt se mantiene constante, preservando la función mitocondrial.
El jefe del grupo, el Dr. Rudolf Wiesner, añadió: "Las mutaciones en los genes que codifican estas proteínas dan lugar a graves enfermedades neurológicas, en VPS35 por ejemplo la enfermedad de Parkinson. Ahora queremos utilizar estas proteínas como nuevas dianas moleculares para abrir opciones de tratamiento totalmente nuevas para este tipo de enfermedades asociadas al envejecimiento". Aunque el camino hacia la aplicación terapéutica podría ser aún largo, el equipo de investigación ve aquí un enfoque prometedor.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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