La interacción del genoma nuclear y mitocondrial determina la calidad del envejecimiento de las personas

A la izquierda, un ratón con el genoma mitocondrial acelerado y a la derecha otro de la misma edad con un envejecimiento más sano. / Foto: CNIC.
CIBERER | viernes, 8 de julio de 2016

Investigadores de la U711 CIBERER en la Universidad de Santiago de Compostela han participado en una trabajo que ha demostrado que variantes del ADN mitocondrial tienen un impacto en el metabolismo y en la calidad de envejecimiento, lo que explica por qué hay personas que ‘evitan’ la diabetes, la obesidad y los tumores, y por qué algunos individuos envejecen de forma más rápida que otros y parecen ser mayores de lo que realmente son. El estudio, publicado en Nature, aporta información valiosa para las técnicas de reemplazamiento mitocondrial.

En este trabajo, coordinado por investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) en colaboración con la Universidad de Zaragoza, el Medical Research Council de Reino Unido y el CIBERES, además de la U711 CIBERER, se ha demostrado cómo ocurre.

De los más de 20.000 genes humanos, 37 no se encuentran en el núcleo de las células, sino en las mitocondrias, unos pequeños orgánulos celulares que funcionan como factorías energéticas. Este pequeño genoma, que heredamos de nuestras madres y que varía en cada individuo, es lo que conocemos como ADN mitocondrial.

Es la combinación e interacción de nuestros dos genomas –nuclear y mitocondrial– la que desencadena una adaptación celular que tiene repercusiones a lo largo de toda nuestra vida y que determina la calidad del envejecimiento.

“La investigación desvela que la variación de unos pocos genes de este ADN mitocondrial repercute en la calidad y el ritmo con el que los individuos envejecemos”, señala José Antonio Enríquez, científico del CNIC y líder de la investigación.

Gracias a modelos de animales, los expertos han podido demostrar que, cambiando únicamente el ADN mitocondrial de los ratones, se desencadenan una serie de mecanismos adaptativos celulares en los animales jóvenes que permiten un envejecimiento más saludable.

“Si podemos explicar biológicamente los factores que permiten envejecer eludiendo las patologías asociadas a la edad, mantendremos una salud duradera durante el envejecimiento”, afirma Ana Latorre-Pellicer, primera firmante del artículo y miembro de la U711 CIBERER, que realizó parte de este trabajo como investigadora del CNIC.

Hijos de tres padres genéticos

Si el genoma mitocondrial de la madre está enfermo, existen técnicas, conocidas como reemplazo mitocondrial, que evitan la trasmisión de estas mutaciones patológicas a la descendencia.

Una de ellas es la conocida como ‘hijos de tres padres genéticos’. Este método, ya aprobado en Reino Unido, consiste en reemplazar las mitocondrias con alteraciones de la madre por las de una donante sana.

Los resultados obtenidos en este trabajo subrayan en que los distintos ADN mitocondriales inducen diferencias fisiológicas. Los autores consideran esencial “ser prudente a la hora de elegir una variante de ADN mitocondrial en las técnicas de reproducción asistida que conllevan reemplazamiento mitocondrial”. Los riesgos potenciales de este procedimiento no deben ser ignorados, señalan los investigadores del CNIC.

“Al igual que en los trasplantes de órganos o en las transfusiones sanguíneas, se deben elegir donantes compatibles también en el trasplante de mitocondrias. Además de considerar el uso de un ADN mitocondrial que genéticamente sea similar al de la madre cuyo óvulo requiere el remplazo del ADN mitocondrial”, concluye Enríquez.

En esta investigación, han participado el Dr. Ángel Carracedo, jefe de grupo de la U711 y Raquel Cruz, contratada CIBERER de esta misma unidad, además de Ana Latorre-Pellicer.

Además, han colaborado los Dres. Jesús Ruiz Cabello y Ana Victoria Lechuga, investigadores del CIBERES en el CNIC.

Artículo de referencia:

Ana Latorre-Pellicer et al: “Mitochondrial and nuclear DNA matching shapes metabolism and healthy ageing”. Nature 06 de julio del 2016
doi:10.1038/nature18618