Una nueva investigación ha desentrañado el misterio de cómo las mitocondrias, los generadores de energía dentro de las células, pueden resistir los ataques a su ADN de moléculas rebeldes.
Los hallazgos podrían allanar el camino para nuevos tratamientos para combatir las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer. La investigación también podría tener implicaciones importantes para los avances clínicos en la 'donación mitocondrial', conocida como el 'bebé de tres padres', utilizada para corregir defectosen mitocondrias defectuosas
El estudio de cinco años dirigido por científicos de la Universidad de Sheffield, publicado en Avances científicos , revela cómo la enzima TDP1, que ya se sabe que tiene un papel en la reparación del ADN dañado en el núcleo de la célula, también es responsable de reparar el daño al ADN mitocondrial ADNmt.
Las mitocondrias son las potencias de las células, generan la energía requerida para toda actividad celular y tienen su propio ADN, el material genético del que dependen para producir proteínas importantes para su función.
Durante el proceso de producción de energía y la fabricación de proteínas, se produce una gran cantidad de especies de oxígeno reactivo deshonesto que atacan constantemente el ADN en las mitocondrias. Estos ataques rompen su ADN, sin embargo, los nuevos hallazgos muestran que las mitocondrias tienen sus propios kits de herramientas de reparación queestán constantemente activos para mantener su propia integridad de ADN.
El autor principal del estudio, el profesor Sherif El-Khamisy, investigador de Wellcome Trust y presidente de medicina molecular de la Universidad de Sheffield, dijo: "Cada kit de herramientas de reparación de mitocondrias tiene componentes únicos, enzimas, que pueden cortar, martillar ysellar las roturas. La presencia de estas enzimas es importante para la producción de energía.
"Los defectos en la reparación de roturas de ADN en las mitocondrias afectan a los órganos vitales que dependen en gran medida de la energía, como el cerebro. También tiene implicaciones en las terapias de reemplazo de mitocondrias aprobadas recientemente en el Reino Unido y conocidas como 'tres padres bebés'".
Aunque mucha investigación se ha centrado en cómo los radicales libres dañan el ADN en el núcleo de la célula, su efecto sobre el ADN mitocondrial es menos conocido a pesar de que este daño al ADNmt es responsable de muchos tipos diferentes de enfermedades, como los trastornos neurológicos.
Tener mitocondrias saludables también es esencial para la regeneración de tejidos, por lo que es particularmente importante para los trasplantes de órganos exitosos.
El equipo identificó además un mecanismo a través del cual el ADNmt puede dañarse y luego repararse, a través de una proteína llamada TOP1, que es responsable de desenredar las bobinas de ADNmt. Cuando las hebras largas se enredan, TOP1 se rompe y repara rápidamente las hebras para desenredar elnudos: si los radicales libres también están atacando el ADN mitocondrial, entonces las proteínas TOP1 pueden quedar atrapadas en las cadenas de ADN mitocondrial, lo que dificulta aún más la reparación.
El profesor El-Khamisy cree que los hallazgos podrían allanar el camino para el desarrollo de nuevas terapias para la enfermedad mitocondrial que aumenten su capacidad de reparación de ADN, o para tratamientos contra el cáncer que podrían usar inhibidores de TDP1 para prevenir la reparación selectiva de ADNmt en las células cancerosas.
"El cáncer depende de que las células se dividan muy rápidamente. Eso significa que necesitan mucha energía, por lo que tendrán mitocondrias realmente saludables", dijo el profesor El-Khamisy.
"Si podemos encontrar una manera de dañar selectivamente las mitocondrias en las células cancerosas, previniendo o ralentizando su mecanismo de reparación, esto podría ser realmente prometedor"
Los hallazgos también podrían ser importantes para nuevos avances clínicos, como la decisión de la Autoridad de Fertilización y Embriología Humana HFEA de permitir la 'donación mitocondrial', también conocida como 'bebés de tres padres', donde el ADNmt de una mujerel donante es introducido en un embrión para corregir defectos mitocondriales.
"Esta investigación sugiere que los médicos deberían evaluar la función de TDP1 y TOP1 mitocondrial antes de que se realice la donación mitocondrial, para garantizar el éxito de este procedimiento", agregó el profesor El-Khamisy.
"Incluso si el nuevo embrión tiene ADN mitocondrial sano del donante, aún podría tener TDP1 defectuoso o TOP1 mitocondrial del receptor, ya que ambos son producidos por el ADN en el núcleo de la célula, por lo que el daño del ADN mitocondrial aún podría tener lugarcon el tiempo y causan enfermedades "
El profesor Allan Pacey, experto en fertilidad del Departamento de Oncología y Metabolismo de la Universidad de Sheffield, dijo que "dado que la HFEA otorgó la primera licencia del Reino Unido para realizar procedimientos de donación mitocondrial el mes pasado, la publicación de este estudio es muy oportuna.
"Es importante que sepamos lo más posible sobre cómo identificar las mitocondrias sanas y defectuosas, para ayudar a las personas con enfermedad mitocondrial debilitante".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sheffield, Universidad de . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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