Investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), en Estados Unidos, han desarrollado una nueva forma de aliviar los problemas causados por las mitocondrias disfuncionales, lo que podría conducir a un nuevo tratamiento para enfermedades mitocondriales raras pero también para desarrollar nuevas terapias para trastornos más comunes asociados con la edad, según publican en la revista ‘Nature Biotechnology’.
Todas las células tienen mitocondrias, que son las que generan energía para su funcionamiento normal. “Toman electrones de los alimentos que comemos y los transfieren a oxígeno”, explica Vamsi Mootha, investigador del Departamento de Biología Molecular de MGH y autor principal del artículo, quien compara este proceso con un río que baja por una montaña, con molinos de agua que aprovechan el flujo para producir energía.
Sin embargo, los trastornos mitocondriales actúan como una represa al bloquear este flujo suave y causar una acumulación de electrones, conocida como un desequilibrio redox, y detener las reacciones químicas vitales dentro de la célula. “Creemos que la toxicidad proviene del hecho de que la ‘rueda hidráulica’ ya no gira”, apunta Mootha. El exceso de electrones finalmente se vierte al torrente sanguíneo en forma de lactato, una molécula que sirve como marcador de la enfermedad que ocurre dentro de las células.
Las mitocondrias que funcionan mal causan más de 300 trastornos genéticos raros, como el síndrome de Leigh (una enfermedad neurológica paralizante que puede presentarse temprano en la infancia) y MELAS (que causa debilidad muscular, diabetes y derrames cerebrales, que suelen aparecer antes de los 40 años). Sin embargo, también se produce una disminución gradual de la función mitocondrial en la enfermedad de Parkinson y otros trastornos más comunes. “Incluso el proceso de envejecimiento en sí mismo, ausencia de enfermedad, se asocia con una disminución de la actividad mitocondrial”, puntualiza Mootha.
Para abordar el problema, Mootha y sus colegas crearon una enzima sintética (llamada LOXCAT) combinando dos proteínas bacterianas, lactato oxidasa (LOX) y catalasa (CAT). Su equipo agregó LOXCAT a un medio de células humanas cultivadas con mitocondrias defectuosas y descubrió que la enzima artificial convierte el lactato en piruvato.
“Nuestro nuevo tratamiento terapéutico se dirige directamente al lactato circulante como un medio para disipar de manera segura el exceso de electrones. Se restablece el equilibrio redox y se reanuda el flujo dentro de la célula”, detalla Mootha. “Nuestra enzima no tiene que introducirse en la célula: funciona con los productos químicos entrantes y salientes para beneficiar el funcionamiento interno de la célula”.
Mootha aclara que aún queda mucho por hacer antes de que LOXCAT esté listo para ser probado en humanos, pero cree que esta investigación, que fue financiada por la Fundación Marriott, podría tener un profundo impacto.
“En este momento, tenemos muy pocas formas, si es que hay alguna, de enfrentar las consecuencias de la disfunción mitocondrial”, lamenta Mootha. Este enfoque novedoso potencialmente ayudará a muchas condiciones genéticas diversas cuyo punto final común es el desequilibrio redox.
