Un equipo de investigadores del CNIC demuestra el potencial de la levadura ‘Saccharomyces cerevisiae’ para soslayar los fallos asociados a estos trastornos.
Fuente: El Mundo
La misma levadura que permite que podamos tomar cerveza o comer pan -la denominada Saccharomyces cerevisiae- también podría aportar, en el futuro, soluciones frente a problemas graves de salud, como las enfermedades mitocondriales.
Así lo plantea un nuevo estudio liderado por investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) cuyas conclusiones se publican este martes en la revista Nature Metabolism.
Las mitocondrias tienen un papel fundamental en el funcionamiento de las células, conectando el consumo de oxígeno con la producción de energía y la síntesis de componentes esenciales. Así, no solo actúan como ‘centrales’ de generación de energía sino que, entre otros procesos, también resultan en procesos como la síntesis de nucleótidos, los ‘ladrillos’ necesarios para la proliferación celular.
Cuando la respiración celular falla, la mitocondria es incapaz de cumplir correctamente sus funciones, por lo que, entre otros trastornos, se producen enfermedades mitocondriales, como los síndromes de Leigh o Barth.
Sin embargo, el equipo dirigido por José Antonio Enríquez, líder del grupo GENOXPHOS del CNIC, ha encontrado una vía alternativa para que las células puedan fabricar nucleótidos, los ‘ladrillos’ necesarios para la proliferación celular incluso cuando las mitocondrias fallan.
Lo han conseguido utilizando la levadura Saccharomyces cerevisiae, que puede vivir sin oxígeno y han desarrollado rutas metabólicas alternativas para fabricar esos ‘ladrillos’ que se necesitan para la síntesis de ARN y ADN.
La acción de la levadura
Según explica Enríquez, la citada levadura posee una enzima que permite llevar a cabo la síntesis de nucleótidos sin necesidad de depender de la respiración mitocondrial. Para ello, en lugar de oxígeno, utiliza un metabolito, el fumarato.
Los investigadores fueron capas de extraer del genoma de la levadura el gen responsable de la enzima, denominado ScURA, e insertarlo en células humanas y de ratón que presentaban fallos en la cadena de respiración. Y comprobaron que, con esa intervención, las células eran capaces de crecer, como si fueran células sanas. Utilizaban la vía alternativa que les proporcionaba el gen extraído de la levadura para construir los ‘ladrillos’ que necesitaban.
“Nuestro trabajo demuestra que, si proporcionamos a la célula una vía alternativa para fabricar nucleótidos, es posible sostener la proliferación celular incluso cuando la respiración mitocondrial falla”, expone Enríquez, que recuerda que la intervención funcionó sin alterar otras funciones celulares. “Comprobamos que la adaptación no es tóxica y las células se adaptan adecuadamente”, señala.
La investigación, por tanto, inaugura una línea de investigación para explorar estrategias para combatir enfermedades mitocondriales graves que actualmente carecen de cura.
Investigación
El investigador, también miembro del CIBER de Fragilidad y Envejecimiento Saludable (CIBERFES), hace asimismo hincapié en que el experimento también permitió comprobar que las células modificadas con ScURA pueden crecer sin necesidad de suplementar el medio de cultivo con uridina, una estrategia habitualmente utilizada en el laboratorio para compensar defectos mitocondriales. Este hallazgo facilitará la investigación de las enfermedades mitocondriales y la comprensión del papel de la mitocondria en distintos trastornos.
Según explica Enríquez, lo que el equipo quiere averiguar ahora es si la restauración de la síntesis de nucleótidos con esta vía alternativa permite controlar los problemas asociados a distintas enfermedades. Primero harán investigaciones in vitro para, posteriormente, pasar a modelos animales de estos trastornos. El objetivo es comprobar la estrategia puede convertirse en una terapia compensatoria para las deficiencias en la función mitocondrial.
Además del potencial terapéutico, esta nueva estrategia también puede ser útil para afinar los diagnósticos, continúa el científico, ya que permitirá estudiar de forma más detallada dónde está el fallo celular responsable de cada trastorno.
Otras enfermedades
La herramienta, además, puede ser útil para avanzar en la investigación de otros trastornos distintos a las enfermedades mitocondriales. “El fallo de función mitocondrial no solo se produce en enfermedades específicas, sino que también se produce en otros trastornos. Se sabe que esta función acaba fallando en enfermedades neurodegerativas, como el párkinson. Esta herramienta nos va a permitir entender la contribución de las alteraciones mitocondriales a distintos trastornos”, concluye.
La investigación ha contado con la participación de la Universidad de Colonia (Alemania), la Universidad de Valladolid y el Instituto de Biología y Genética Molecular (IBGM, CSIC-Universidad de Valladolid).
