Redacción
Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) ha identificado una vía alternativa que permite a las células humanas mantener la síntesis de ADN incluso cuando fallan las mitocondrias, lo que abre nuevas líneas de investigación para enfermedades mitocondriales graves y determinados tipos de cáncer.
El trabajo, publicado en Nature Metabolism, demuestra que una enzima procedente de la levadura del pan puede «enseñar» a las células humanas a fabricar los componentes básicos del ADN sin depender de la respiración mitocondrial.
La síntesis de nucleótidos, esenciales para el ADN y el ARN, depende habitualmente del correcto funcionamiento de las mitocondrias, responsables de la producción de energía celular. Cuando este proceso falla, como ocurre en las enfermedades mitocondriales o en algunos tumores, las células pierden su capacidad de proliferar con normalidad. El estudio demuestra que esta dependencia no es absoluta.
El estudio ha logrado desacoplar experimentalmente la síntesis de nucleótidos del funcionamiento mitocondrial mediante una herramienta genética denominada ScURA
La investigación, liderada por José Antonio Enríquez, del CNIC y del Ciber de Fragilidad y Envejecimiento Saludable (Ciberfes), ha logrado desacoplar experimentalmente la síntesis de nucleótidos del funcionamiento mitocondrial mediante una herramienta genética denominada ScURA. Esta herramienta, ya disponible para la comunidad científica, permite explorar nuevas hipótesis sobre el metabolismo celular y el papel de la mitocondria en la enfermedad.
«La mitocondria no solo produce energía; también condiciona procesos básicos como la síntesis de ADN», explica José Antonio Enríquez, autor senior del estudio y líder liderado del grupo Genoxphos del CNIC. Y añade que este 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».
«La mitocondria no solo produce energía; también condiciona procesos básicos como la síntesis de ADN», explica José Antonio Enríquez
Uno de los hallazgos más relevantes es 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.
Además, esta aproximación rescata la proliferación celular en distintos modelos experimentales de enfermedades mitocondriales, incluidas aquellas causadas por mutaciones graves en complejos esenciales de la cadena respiratoria.
«Esta herramienta nos permite separar por primera vez de forma clara los efectos directos de la disfunción mitocondrial sobre la síntesis de nucleótidos de otros efectos secundarios del metabolismo celular», declaró Andrea Curtabbi, investigador del CNIC.
Enfermedades raras y cáncer
Las enfermedades mitocondriales son dolencias graves, a menudo sin tratamiento, en las que las células no pueden mantener funciones básicas debido a fallos en la respiración. En condiciones normales, dichas células requieren suplementos adicionales para poder crecer en el laboratorio.
Sin embargo, al introducir ScURA, los investigadores observaron que podían proliferar en condiciones estándar, de manera similar a células sanas. El estudio muestra que esta enzima alternativa mejora la eficiencia en el uso de nutrientes sin alterar otras funciones celulares esenciales, lo que la convierte en una herramienta experimental especialmente valiosa.
«Identificar qué procesos metabólicos son realmente limitantes cuando falla la respiración mitocondrial es clave para diseñar estrategias terapéuticas más precisas», concluye José Antonio Enríquez. En futuros proyectos, el equipo planea extender estos resultados a más modelos de enfermedad y optimizar esta aproximación con vistas a investigaciones preclínicas.
