¿Podrían las mitocondrias producir más energía con menor daño celular?
Disociar la producción de energía de la generación de moléculas tóxicas puede ayudar en el desarrollo de terapias para enfermedades como el Parkinson o el Alzheimer
Imagen: NHGRI
Cuando las mitocondrias generan energía celular a partir de azúcares y grasas, liberan moléculas oxidantes con propiedades y funciones biológicas muy diferentes, algunas de las cuales, conocidas como ROS (Reactive Oxygen Species) o radicales libres, son capaces de causar daño celular. Aunque las ROS cumplen algunas funciones biológicas importantes, su exceso es tóxico para las células y se han considerado durante mucho tiempo subproductos indeseados pero difíciles de evitar.
Evitar el daño mitocondrial preservando la producción de energía podría contribuir a nuevos enfoques de tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson o el Alzheimer, la diabetes, el cáncer y afecciones cardíacas, en las que las mitocondrias dañadas desempeñarían un rol central. La actividad de las mitocondrias es también relevante en el envejecimiento, ya estos orgánulos se vuelven defectuosos con la edad.
Un equipo de científicos del Gladstone Institute of Neurological Disease utilizó la tecnología de edición genética CRISPR para analizar exactamente qué moléculas son responsables de crear energía versus aquellas que controlan la producción de ROS.
Sus hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, podrían conducir a estrategias para disociar la energía de la producción de ROS, lo que posibilitaría el tratamiento de la disfunción mitocondrial.
Las causas del desequilibrio entre la producción de energía y la producción de ROS es difícil de determinar. En este trabajo, los investigadores se centraron en aproximadamente 200 genes reguladores genéticos del nivel de ATP, definiendo el ATPome. Utilizando CRISPR, trabajaron en células cancerosas para reducir selectivamente la expresión de cada uno de esos genes y estudiaron lo que sucedía con los niveles de ROS.
Al hacerlo, pudieron discernir los genes y las vías que pueden cambiar esos sistemas de forma independiente. Aunque algunos genes afectaban tanto la producción de energía como de ROS, otros tenían un efecto mucho más fuerte en un producto que en el otro.
Este es un punto de partida para desarrollar medicamentos que regulen de forma independiente la energía mitocondrial y la producción de ROS, y saber más sobre cómo la disfunción mitocondrial está implicada en la enfermedad.
El equipo planea determinar si sus resultados son válidos para otros tipos de células, incluidas las cerebrales y avanzar sobre el conocimiento del impacto de los niveles alterados de ROS en la salud celular.