Una nueva investigación arroja luz sobre la razón por la que las mitocondrias
Revisado por Lily Ramsey, LLM Sep 19 2023
Una nueva investigación aporta información sobre el principio científico básico de que el ADN mitocondrial -el código genético distintivo incrustado en el orgánulo que sirve de central eléctrica a todas las células del cuerpo- se transmite exclusivamente por vía materna.
El estudio, fruto de la colaboración entre la Oregon Health & Science University y otras instituciones, se publica hoy en la revista Nature Genetics.
Una investigación arroja luz sobre los factores de los primeros años de vida que pueden aumentar el riesgo de enfermedad cardiovascular en las mujeres
Un estudio arroja nueva luz sobre una proteína clave implicada en el proceso de espermiación
Los científicos reconocen desde hace tiempo que el ADN mitocondrial, o ADNmt, procede exclusivamente de los óvulos en los seres humanos, lo que significa que sólo la madre aporta el código genético que llevan miles de mitocondrias necesarias para la producción de energía en todas las células del cuerpo.
Anteriormente, se creía que el ADNmt paterno se eliminaba poco después de que un espermatozoide se fusionara con un ovocito, u óvulo en desarrollo, durante la fecundación, posiblemente mediante una respuesta de búsqueda y destrucción similar a la inmunitaria.
Sin embargo, el estudio descubrió que, aunque los espermatozoides maduros llevan un pequeño número de mitocondrias, carecen de ADNmt intacto.
Descubrimos que cada espermatozoide trae unas 100 mitocondrias como orgánulos cuando fecunda un óvulo, pero no hay ADNmt en ellas".
Shoukhrat Mitalipov, PhD, Director, Centro de Terapia Celular y Genética Embrionaria, Universidad de Salud y Ciencias de Oregón
Los investigadores descubrieron que los espermatozoides no sólo carecen de ADNmt intacto, sino también de una proteína esencial para el mantenimiento del ADNmt, conocida como factor de transcripción mitocondrial A, o TFAM.
Los científicos no están seguros de por qué los espermatozoides no pueden aportar ADNmt, pero Mitalipov teoriza que puede estar relacionado con el hecho de que un espermatozoide utiliza mucha energía mitocondrial en su impulso biológico para fecundar un óvulo. De este modo, acumularía mutaciones en el ADNmt. En cambio, los óvulos en desarrollo, conocidos como ovocitos, obtienen la energía principalmente de las células circundantes, no de sus propias mitocondrias, por lo que mantienen un ADNmt relativamente prístino.
"Los huevos transmiten un ADNmt muy bueno, al menos en parte, porque no utilizan las mitocondrias como fuente de energía", explica Mitalipov.
El centenar de orgánulos de los espermatozoides se ve inundado por cientos de miles de mitocondrias incrustadas en cada óvulo, cada una de ellas portadora de los 37 genes del ADN mitocondrial. Se cree que la contribución exclusiva del ADNmt materno confiere una ventaja evolutiva al limitar el riesgo de acumulación de mutaciones del ADNmt que causan enfermedades en la descendencia.
Las mitocondrias controlan la respiración y la producción de energía en cada célula del cuerpo, por lo que las mutaciones en el ADNmt pueden causar una serie de trastornos potencialmente mortales que afectan a órganos con grandes demandas energéticas, como el corazón, los músculos y el cerebro.
Para ayudar a las madres a evitar transmitir a sus hijos trastornos conocidos del ADNmt, Mitalipov fue pionero en un método llamado terapia de sustitución mitocondrial para reemplazar el ADNmt mutante mediante fecundación in vitro con ADNmt sano procedente de óvulos de donantes.
El Congreso ha impedido que la Administración de Alimentos y Medicamentos supervise los ensayos clínicos con este procedimiento en EE.UU., por lo que se están llevando a cabo ensayos clínicos en el extranjero, incluidos ensayos clínicos en el Reino Unido para prevenir enfermedades y en Grecia para tratar la infertilidad.
Los investigadores escriben que el nuevo descubrimiento tiene importantes implicaciones para la fertilidad humana y la terapia con células germinales.
"Comprender el papel de la TFAM durante la maduración de los espermatozoides y su función durante la fecundación puede ser clave para tratar ciertos trastornos de infertilidad y aumentar la eficacia de las técnicas de reproducción asistida", afirma el Dr. Dmitry Temiakov, biólogo molecular de la Universidad Thomas Jefferson de Filadelfia.
