La arquitectura de las mitocondrias: salud y enfermedad

La función principal de las mitocondrias es transformar las moléculas de alimento en energía, que después las células utilizarán para realizar múltiples funciones. Todas las células del organismo, excepto los glóbulos rojos, tienen mitocondrias en su interior aunque es en las células de los músculos y del sistema nervioso donde hay mayores concentraciones, precisamente porque requieren más energía. Las mitocondrias son muy plásticas: cambian de forma, se fusionan, se separan y se mueven constantemente dentro de la célula. A estos procesos se les denomina de dinámica mitocondrial y tienen efectos en el buen funcionamiento de estos orgánulos. Científicos del IRB Barcelona, expertos en dinámica mitocondrial, han publicado un trabajo donde examinan el conocimiento obtenido hasta la fecha sobre estos procesos y las enfermedades asociadas a defectos en los genes que los controlan. El artículo elaborado por los científicos Marc Liesa, Manuel Palacín y Antonio Zorzano se publica en el último número de la revista Physiological Reviews, una de las revistas con mayor índice de impacto en ciencia.

Enfermedades humanas y dinámica mitocondrial

En la última década, los científicos han identificado un buen número de genes y proteínas involucrados en la fusión, división, morfología y distribución de las mitocondrias. El estudio de estos procesos ha permitido observar que mutaciones en genes que codifican para dichas proteínas causan diversas enfermedades neurodegenerativas. Por ejemplo, personas con mutaciones en el gen de fusión mitocondrial, MFN2, desarrollan la enfermedad de Charlot-Marie Tooth (CMT), una parálisis atrófica juvenil que afecta las extremidades. Otro gen de fusión, OPA1, está alterado en la Enfermedad de Kjer, una distrofia del nervio óptico.

Otra conclusión de los trabajos de investigación realizados hasta hoy es que la dinámica mitocondrial está íntimamente relacionada con la función de las mitocondrias. Los fallos en la función de las mitocondrias están en la base de enfermedades complejas como la obesidad, la diabetes de tipo 2, patologías vasculares, el Alzheimer y el Parkinson. Aunque deben realizarse todavía estudios que lo confirmen, los autores especulan que las disfunciones mitocondriales están provocadas por fallos en las proteínas de dinámica mitocondrial. Ya hay datos que apuntan en esta dirección. Por ejemplo, los enfermos de diabetes de tipo 2 tienen niveles alterados de la proteína de fusión mitocondrial MF2. Otro ejemplo, las células de tejido muscular en obesos, presentan un número y un tamaño reducido de mitocondrias, dos características controladas por genes de dinámica mitocondrial.

Los autores auguran un crecimiento en el interés de la industria farmacéutica hacia las proteínas de dinámica mitocondrial si se confirma que están directamente involucradas en el desarrollo de enfermedades complejas. Serán especialmente prometedoras como dianas terapéuticas, las proteínas que actúan en la membrana exterior de las mitocondrias, como es el caso de MFN2.

Artículo de referencia:
Mitochondrial dynamics in mammalian health and disease.
Liesa M, Palacín M, Zorzano A.
Physiol. Rev. 2009 Jul;89(3):799-845.; doi:10.1152/physrev.00030.2008