Artículo en Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS)

Un grupo de investigadores del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER),  centro mixto de la Universidad de Sevilla, la Pablo de Olavide, la Junta de Andalucía y el CSIC, ha desvelado la importancia de eliminar el exceso de productos defectuosos que se acumulan en la mitocondria, ya que su presencia genera inestabilidad mitocondrial y pérdida de información en el genoma mitocondrial. El estudio puede aportar nuevas vías para entender la base molecular de algunas enfermedades humanas derivadas del mal funcionamiento de las mitocondrias y, de esa forma, permitiría el desarrollo de terapias contra estas patologías.

El trabajo ha sido desarrollado en CABIMER por las doctoras Sonia Silva y Lola P. Caminero bajo la dirección de Andrés Aguilera, catedrático de Genética de la Universidad de Sevilla y director de CABIMER. Sus resultados han sido recogidos en un artículo firmado por los investigadores y publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), una revista de alto prestigio de la Academia de Ciencias americana.

Las mitocondrias son unos órganulos que hay dentro de las células. Respiran el oxígeno que llega a las células para catabolizar los azúcares y producir energía. Y en ellas se terminan de fabricar proteínas tan importantes como las proteínas Hierro-Azufre con diversas funciones esenciales del metabolismo del ADN como la replicación y reparación del ADN del núcleo. Las mitocondrias poseen su propio genoma.

La pérdida de información mitocondrial y de mitocondrias da lugar a un metabolismo celular defectuoso. Más allá de la incapacidad de generar la energía necesaria para las células, la pérdida de información mitocondrial puede generar un incremento de radicales libres de oxígeno que atacan y dañan el material genético o producir carencias en proteínas Hierro-Azufre. Todo ello lleva a un malfuncionamiento celular y eventualmente a su muerte.

El estudio revela que el Degradasoma, un complejo de dos proteínas cuya función es eliminar el ARN defectuoso que se produce dentro de las mitocondrias, es esencial para mantener la integridad del genoma mitocondrial. Al inactivar las proteínas del Degradasoma, se acumulan los ARNs en la mitocondria y forman estructuras aberrantes, conocidas como híbridos ADN-ARN, que son muy dañinas porque en exceso impiden la replicación del ADN mitocondrial. La consecuencia es que conforme las células van dividiéndose, pierden ADN mitocondrial comprometiéndose así la función mitocondrial y celular.

Más allá del interés básico de este descubrimiento, el estudio puede aportar nuevas vías para entender la base molecular de algunas mitocondriopatías y ayudar a desarrollar terapias contra diversas enfermedades humanas derivadas del malfuncionamiento de las mitocondrias. Aunque pueden ocurrir por defectos en proteínas mitocondriales, también están asociadas a la pérdida de material genético mitocondrial y con ello de mitocondrias. En resumen, el degradasoma, al eliminar los ARNs defectuosos, permite la propagación de mitocondrias sanas dentro de las células previniendo una posible mitocondriopatía.

Referencia bibliográfica: S. Silva, L. P. Camino & A. Aguilera, 2018. Human mitocondrial degradosome prevents harmful R loops and mitocondrial genome instability. Proc. Natl. Acad. Sci. USA