Images
- L'alteració dels processos de fragmentació i elongació dels mitocondris genera un procés inflamatori a les cèl·lules del múscul que deriva en el desenvolupament d'atròfia muscular, i en una pitjor resistència a l'exercici.
- El treball del laboratori de Malalties Metabòliques Complexes i Mitocondris de l'IRB Barcelona s'ha publicat a la revista Nature Communications.
Els mitocondris són parts essencials de la cèl·lula, que actuen com les seves “centrals energètiques. La unió de dos o més mitocondris, així com la divisió d'un mitocondri en dues unitats són fenòmens habituals que es coneixen com a “dinàmica mitocondrial” i que són necessaris per al bon funcionament d'aquestes estructures, així com de la pròpia cèl·lula.
Un equip de recerca de l'IRB Barcelona liderat pel Dr. Antonio Zorzano, Catedràtic de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona (UB) i membre del CIBERDEM, ha descrit un nou mecanisme d'inflamació cel·lular que està relacionat amb alteracions en les dinàmiques mitocondrials i que deriva en atròfia muscular. L'equip d'investigació ha descobert que, tant el bloqueig de la unió de mitocondris com el de la fragmentació posen en funcionament el procés inflamatori, tot i que ho fan mitjançant diferents mecanismes.
“La inflamació crònica és un dels processos que condicionen la nostra salut, ja que està vinculada amb un ampli ventall de malalties com ara la diabetis, l'Alzheimer, el pàrkinson, el càncer o, també, l'envelliment. Per això és important entendre-la, per poder tallar-la i prevenir els trastorns relacionats”, explica el Dr. Zorzano, cap del laboratori de malalties metabòliques complexes i mitocondri de l'IRB Barcelona.
El fenomen, la caracterització del qual es mostra en el treball publicat a la revista Nature Communications, s'ha observat en cèl·lules de múscul en cultiu, i també en músculs de models experimentals de ratolí. El tipus d'inflamació descrita es coneix com a “inflamació estèril”, ja que no està vinculada a un procés infecciós. Aquests estudis obren la via a explorar el paper de les alteracions en la dinàmica mitocondrial en el desenvolupament de malalties humanes, en particular les que afecten el múscul.
Els mecanismes que desencadenen la inflamació
“Una de les descobertes més notòries del nostre estudi és que quan forcem la dinàmica mitocondrial cap a cadascun dels seus dos extrems (fragmentació o bé elongació mitocondrial), aquestes vies inflamatòries són activades de diferent manera. En tots dos casos, això sí, l’activació d’aquestes vies passa pel reconeixement de l’ADN mitocondrial per sensors d’ADN intracel·lulars”, explica la Dra. Andrea Irazoki, primera autora de l'estudi, anteriorment estudiant de doctorat a l'IRB Barcelona i actualment investigadora postdoctoral a la Universitat de Copenhaguen.
L'equip de recerca també ha validat que aquest mecanisme té rellevància fisiològica, ja que ratolins amb fragmentació mitocondrial en els seus músculs presenten inflamació i atròfia muscular, la qual cosa té un impacte negatiu en la seva capacitat física.
Alteracions mitocondrials i envelliment
El Dr. David Sebastián, que ha col·liderat el treball juntament amb el Dr. Zorzano, destaca: “En aquest treball hem descobert un paper essencial de la dinàmica mitocondrial en els processos inflamatoris. Juntament amb resultats previs del grup que mostren alteracions en la dinàmica durant l'envelliment, aquestes noves troballes podrien explicar l'augment de la inflamació associat a l'envelliment”. El Dr. Sebastián, investigador associat a l'IRB Barcelona, és ara professor de la Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació de la Universitat de Barcelona i cap del laboratori de Mitocondria, Malalties Metabòliques i Envelliment.
L'any passat, el mateix laboratori va publicar un altre estudi relacionat amb l'estudi de la funció mitocondrial, en el qual s’observaba que els problemes en l'eliminació de mitocondris danyats també generava atròfia i envelliment muscular.
El treball del laboratori del Dr. Zorzano se centra en la recerca de molècules que puguin suplir la disfunció de determinades proteïnes mitocondrials, amb l'objectiu de reforçar-ne la funció i garantir d’aquesta manera el benestar cel·lular. Estudis cada vegada més nombrosos reforcen la idea de que els errors en els mitocondris es troben al darrere d'un gran nombre de malalties que cursen amb inflamació.
Aquest treball s'ha dut a terme en col·laboració amb les plataformes científiques de Microscòpia Digital Avançada, dirigida per Julien Colombelli, i d'Espectrometra de Masses i Proteòmica, el d'Histopatologia, que encapçala la Dra. Neus Prats i la d'Espectrometria de Masses i Proteòmica, liderada per la Dra. Marta Vilaseca, totes tres a l'IRB Barcelona, a més de la plataforma de microscòpia electrònica i citometria de CCiTUB. En el treball han participat també investigadors del laboratori de la Dra. Lykke Sylow al Biomedicinsk Institut de la Universitat de Copenhaguen.
Article relacionat:
Disruption of mitochondrial dynamics triggers muscle inflammation through interorganellar contacts and mitochondrial DNA mislocation
Andrea Irazoki, Isabel Gordaliza-Alaguero, Emma Frank, Nikolaos Nikiforos Giakoumakis, Jordi Seco, Manuel Palacín, Anna Gumà, Lykke Sylow, David Sebastián & Antonio Zorzano
Nature Communications (2022) DOI: 10.1038/s41467-022-35732-1
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
