El estudio revela cómo las enfermedades mitocondriales de la devastación golpean a las familias sin ninguna historia anterior

Los investigadores han mostrado por primera vez cómo los niños pueden heredar - potencialmente fatal - una enfermedad mitocondrial severa de un molde-madre sano. El estudio, llevado por los investigadores de la unidad mitocondrial de la biología de MRC en la universidad de Cambridge, revela que la gente sana abriga mutaciones en su DNA mitocondrial y explica cómo los casos de la enfermedad mitocondrial severa pueden aparecer inesperado en familias previamente inafectadas.

Las enfermedades mitocondriales causadas por mutaciones en la DNA mitocondrial son raras, afectando a aproximadamente 1 en 10.000 nacimientos, pero pueden causar condiciones severas. Por ejemplo, el síndrome de Leigh es un desorden severo del cerebro que causa la baja progresiva de las capacidades mentales y del movimiento, que llega a ser generalmente evidente en el primer año de vida y da lugar típicamente a muerte en el plazo de dos a tres años.

Las mitocondrias son las centrales eléctricas dentro de nuestras células, produciendo energía y llevando sus propias instrucciones de la DNA (a parte de la DNA en el núcleo de cada célula). Las mitocondrias se heredan del molde-madre de una persona vía el huevo.

En el estudio, publicado en biología celular de la naturaleza, los investigadores aislaron el ratón y las células de germen embrionarias femeninas humanas - las células que continuarán ser células de huevo en una mujer adulta - y probado su DNA mitocondrial.

Encontraron que una variedad de mutaciones estaban presentes en la DNA mitocondrial en las células de huevo que se convertían de los 12 de los embriones humanos estudiados, mostrando que los niveles bajos de las mutaciones mitocondriales de la DNA son llevados por los seres humanos sanos.

Profesor Patrick Chinnery, de la unidad mitocondrial de la biología de MRC y del departamento de neurologías clínicas en la universidad de Cambridge, dijo: “Sabemos que estas mutaciones mitocondriales de la devastación pueden surgir en familias sin ninguna historia anterior, pero no sabíamos previamente suceso ésa. Nos sorprendieron encontrar que las células de huevo en hembras sanas todas llevan algunos defectos en su DNA mitocondrial.”

Para la mayor parte del genoma humano, las mutaciones son mantenidas la verificación por los procesos de la reproducción sexual, cuando los huevos y la esperma combinan; sin embargo, las mitocondrias repliegan asexual y la DNA mitocondrial se hereda sin cambiar del huevo del molde-madre. Esto significa que las mutaciones pueden acumular en un cierto plazo que, si las generaciones excesivas desenfrenadas dejadas, podrían llevar eventual para funcionar incorrectamente y enfermedad en descendiente.

Este enigma llevó a investigadores a predecir que un “atascamiento,” donde solamente las mitocondrias sanas sobreviven, pueden explicar cómo las mitocondrias son plumón sano guardado las generaciones.

En este estudio, los investigadores determinaron y midieron este atascamiento por primera vez en células de óvulo humano que se convertían. En estas células, el número de mitocondrias disminuyó a aproximadamente 100 mitocondrias por la célula, comparada a alrededor 100.000 mitocondrias en una célula de huevo madura.

En una célula madura, algunas mitocondrias defectuosas podrían ocultar inadvertido entre los millares de mitocondrias sanas, pero el pequeño número de mitocondrias en la célula durante el atascamiento significa que los efectos de mitocondrias defectuosas están encubiertos no más.

El mecanismo exacto por el cual las células con mitocondrias malsanas son eliminadas todavía no se sabe, sino puesto que desarrollando necesidad de las células de huevo mucha energía - producida por las mitocondrias - los investigadores sugiere que después del escenario del atascamiento, las células de huevos que contienen las mitocondrias dañadas no pueden generar suficiente energía para madurarse y se pierde.

Este estudio encontró que cada célula de huevo que se convierte puede llevar algunas mitocondrias defectuosas, tan de vez en cuando, por casualidad, después del atascamiento, éstos podría ser las mitocondrias ese repopulate la célula de huevo. Los científicos sugieren que si el paso del control de calidad falla, después este huevo defectuoso podría sobrevivir y convertirse en un niño con una enfermedad mitocondrial.

Profesor Patrick Chinnery dijo: “Lamentablemente, el proceso de la purificación no es perfecto, y las mitocondrias de vez en cuando defectuosas se escapan a través. Esto puede causar una enfermedad severa en un niño, a pesar de nadie más en la familia que es afectada.”

Las enfermedades mitocondriales son actualmente incurables, aunque la nueva técnica de IVF de la transferencia mitocondrial - quitando las mitocondrias afectadas de un huevo o de un embrión y reemplazándolos por los sanos de un donante - dé a las familias afectadas por enfermedad mitocondrial la ocasión del tener niños sanos.

Los autores del estudio también sugieren que este proceso podría ser relevante para el envejecimiento humano. Profesor Chinnery agregó: “Fue asumido previamente que las mutaciones mitocondriales de la DNA que se han asociado a enfermedades del envejecimiento, tales como enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y otros desordenes neurodegenerative, suceso sobre el curso de la vida de una persona. Este estudio muestra cómo algunas de estas mutaciones se pueden heredar de su molde-madre, potencialmente predisponiéndole a las enfermedades de cerebro del tarde-inicio.”

Profesor Chinnery es un profesor investigador mayor de la confianza de Wellcome y al instituto nacional para la investigación de la salud financiaron a los investigadores Wellcome, el Consejo de Investigación médico y.

El Dr. Nathan Richardson, jefe de MRC del remedio molecular y celular, dijo: “Éste es un estudio emocionante que revela nuevos discernimientos importantes en cómo las enfermedades mitocondriales se convierten y se heredan entre las generaciones. Los investigadores han hecho el gran uso de los tejidos disponibles del recurso de desarrollo humano de la biología de MRC-Wellcome (HDBR). El HDBR es un recurso internacionalmente único del biobank que ofrece el tejido embrionario y fetal humano, donado con los fines electivos, facilitando la investigación en un gran número de desordenes médicos de apenamiento, tales como enfermedades mitocondriales.”