Efectos en la salud de la falta de coincidencia del ADN mitocondrial y nuclear
WIKIMEDIA, LOUISA HOWARD Los ratones criados de tal manera que sus ADN nuclear y mitocondrial derivan de diferentes cepas tienden a envejecer con mejor salud que los ratones cuyos ADN mitocondrial y nuclear son coincidentes ancestralmente, según un estudio publicado hoy (6 de julio) en Nature. Estos aparentes beneficios para la salud ocurren a pesar de los signos de estrés oxidativo en los animales no coincidentes, según han descubierto investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardíacas de España en Madrid y sus colegas.
“Este artículo es muy emocionante porque pone énfasis en el impacto de la coincidencia entre el ADN mitocondrial y el ADN nuclear” dijo el biólogo mitocondrial Orian Shirihai de la Universidad de Boston, quien no participó en el trabajo.
Las mitocondrias, las estaciones de energía de las células que producen energía, tienen sus propios genomas pequeños. Y, en comparación con el genoma nuclear humano, estos genomas mitocondriales son muy variables, dijo José. Antonio Enríquez del Centro Nacional de Investigaciones Cardíacas de España, quien dirigió…
Pero la creciente evidencia sugiere que las variaciones normales del ADNmt no patogénico podrían tener efectos más sutiles en la fisiología de lo que se pensaba. Se ha sugerido que tales variaciones reflejan adaptaciones mitocondriales y metabólicas a diferentes climas, por ejemplo. Y en las células, se ha demostrado que las mitocondrias de diferentes cepas de ratones exhiben diferentes resultados metabólicos. Enrquez y sus colegas ahora han examinado si tales diferencias en las cepas mitocondriales afectan a animales completos.
Debido a que las mitocondrias solo se heredan por vía materna, el equipo cruzó ratones hembra de la cepa NZB/OlaHsd con ratones macho de la cepa C57BL/6. Durante 20 generaciones, los investigadores cruzaron la descendencia femenina resultante con machos C57BL/6, esencialmente diluyendo el ADN nuclear de la cepa NZB/OlaHsd hasta que prácticamente no existió. Los ratones conplásticos resultantes tenían ADNmt de NZB/OlaHsd, pero ADN nuclear de C57BL/6.
En comparación con los ratones cuyo ADN nuclear y mtDNA era de origen C57BL/6, los animales conplásticos tenían una mediana de vida más larga. (aunque la vida útil máxima fue similar). También mostraron una mejor conservación de sus ovarios en la edad avanzada, menos tumores al morir y mantuvieron niveles de colesterol más estables con la edad. En resumen, los animales conplásticos tenían mejores períodos de salud.
Nos sorprendió que el ADN extraño hiciera que los animales se vieran más saludables y envejecieran más saludables, dijo Enrquez.
Y hubo más sorpresas. La disposición más saludable de los animales conplásticos se asoció de forma contradictoria con niveles elevados de especies reactivas de oxígeno (ROS) potencialmente dañinas, al menos en animales jóvenes.
Lo que están viendo en los casos no coincidentes es básicamente un aumento en el estrés oxidativo, dijo el bioquímico evolutivo Nick Lane del University College London, quien no participó en el estudio. Y eso parece tener un efecto beneficioso sobre la salud en general.
Una posible explicación, dijo Lane, es que debido a que los complejos enzimáticos mitocondriales contienen subunidades codificadas por genes tanto nucleares como mitocondriales, cuando los dos genomas no coinciden estos complejos pueden no funcionar tan eficientemente, lo que daría como resultado una respuesta de estrés leve. Y, continuó, una respuesta de estrés leve, siempre que no sea demasiado, podría ser buena para su salud en general.
Es el fenómeno de la hormesis, dijo Enrquez, donde un poco de mal puede ser bueno. .
De hecho, a medida que los animales envejecían, la producción de ROS se mantuvo relativamente constante en los animales conplásticos, pero aumentó bruscamente en los ratones C57BL/6, una indicación más del envejecimiento más saludable de los animales no coincidentes.
La terapia de reemplazo mitocondrial, una técnica aprobada para su uso en el Reino Unido, puede prevenir la transferencia de mutaciones de ADNmt potencialmente dañinas de una madre a su descendencia. Si la madre y el donante de las mitocondrias son genéticamente distantes, el bebé resultante podría tener una falta de coincidencia de ADN nuclear mitocondrial muy similar a la de los ratones en el estudio actual, señalaron los autores.
Dado que el nuevo El trabajo indica efectos pronunciados en la salud causados por tal desajuste, aunque beneficioso, la recomendación es tratar de usar un [donante de mitocondrias] que esté más cerca del receptor, dijo Enrquez. Debido a que hay un impacto funcional del ADN mitocondrial, esto simplemente necesita ser estudiado.
A. Latorre-Pellicer et al., La combinación de ADN mitocondrial y nuclear da forma al metabolismo y al envejecimiento saludable, Nature, doi:10.1038/nature18618, 2016.
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