Las enfermedades mitocondriales

Estos días atrás ha sido noticia que el Parlamento Británico ha aprobado el uso de una nueva técnica de terapia genética que permitiría eliminar el ADN mitocondrial defectuoso del embrión, evitando que padezca la enfermedad. Es una técnica no exenta de controversia, médica y ética, pero nos demuestra que la investigación en enfermedades raras es necesaria, tanto para los afectados como para el avance de la ciencia. 

Las mitocondrias

Todos los seres vivos están compuestos por células, y también el cuerpo humano. Las células humanas se agrupan en tejidos que dan estructura a los órganos y posibilitan su función. Los adultos humanos tenemos más de cincuenta billones de células de unos 200 tipos diferentes.

Cada una de las células del cuerpo necesita nutrirse, relacionarse y reproducirse. Para ello cada célula dispone de partes diferenciadas, organelas, haciendo cada una su función.

La mitocondria es una organela celular que tiene como función producir energía para que la célula funcione. Utilizando el oxígeno, transforma los nutrientes (azúcares, grasas y proteínas) en energía, mediante un proceso complejo que se llama “oxidación respiratoria”.

Posee material genético propio que le permite sintetizar proteínas, necesarias para realizar su función de producción de energía y también para mantener su propia estructura, y “reproducirse” generando nuevas mitocondrias por lo que se dice que tiene una vida semiautónoma.

El cigoto de los mamíferos es una célula nueva generada a partir de un óvulo (femenino) y un espermatozoide (masculino). El espermatozoide sólo aporta al cigoto su material genético, mientras que el óvulo proporciona su material genético y todas las organelas necesarias para el buen funcionamiento celular, incluidas las mitocondrias. Por eso el material genético de las mitocondrias humanas procede únicamente de la madre.

La independencia de la mitocondria es relativa, ya que tiene su funcionamiento y su material genético están coordinados con el del núcleo celular, que contiene material genético de origen materno y paterno.

En resumen: la mitocondria es la parte de la célula especializada en la producción de energía que tiene un material genético propio. Se coordina con el núcleo celular para el buen funcionamiento celular. Si la mitocondria no funciona bien, la célula no tiene suficiente energía para trabajar y enferma. Es decir, la alteración de material genético de la mitocondria causa enfermedad.

Las enfermedades mitocondriales

Son, evidentemente, aquellas que aparecen porque no hay un buen funcionamiento de las mitocondrias. Este mal funcionamiento puede ser debido a una alteración genética del material propio de la mitocondria (origen materno) pero también por una alteración del material genético del núcleo de la célula (origen materno y paterno).

Se han descrito más de 150 enfermedades mitocondriales distintas. Y sus manifestaciones, aunque comparten características comunes, son muy diversas.

La cantidad de mitocondrias y su función varía de un tejido del cuerpo a otro, de modo que hay tejidos que tienen una alta necesidad de energía y por eso son más ricos en mitocondrias: el cerebro, el corazón, el hígado, los músculos del movimiento, el sistema endocrino y el aparato respiratorio.

Es decir, no todos los tipos de células tienen el mismo número de mitocondrias, el número varía, y  una sola célula puede tener más de 500 mitocondrias. La mayoría de personas tiene el mismo ADN en todas sus mitocondrias, pero la cosa se complica si tenemos en cuenta que las mutaciones del ADN mitocondrial son muy frecuentes y que dentro de una misma célula podemos encontrar mitocondrias con ADN sano y ADN enfermo. Si el número de mitocondrias enfermas es elevado, entonces aparece la enfermedad.

Por esta variabilidad en el número y herencia de las mitocondrias y su distribución en distintos tejidos, la disfunción de un tejido específico puede dar los síntomas más relevantes en un momento de la enfermedad que en su evolución puede alterar también la función de otros órganos hasta entonces asintomáticos.

Cuando las mitocondrias fallan no consiguen generar energía suficiente para mantener el buen funcionamiento, e incluso la vida, de la célula. Los órganos no consiguen mantener su función y fallan:

• el corazón empieza a fallar, aumenta de tamaño para intentar compensar su deficiencia
• el cerebro no funciona adecuadamente, en la infancia el neurodesarrollo está retrasado y se puede producir retraso mental, la epilepsia es una manifestación muy frecuente
• el músculo, es débil y no tiene la potencia suficiente, las personas tienen un tono muscular bajo y la fuerza le falla apareciendo el cansancio

Enfermedades mitocondriales

Además, las enfermedades mitocondriales pueden aparecer a cualquier edad.

La alteración de la función mitocondrial está relacionada incluso con enfermedades degenerativas propias del envejecimiento, como la enfermedad de Alzheimer, la de Parkinson y las cardiopatías.

A pesar de esta clínica tan heterogénea, las enfermedades mitocondriales comparten ciertas características clínicas y debemos pensar en ellas cuando:

• un paciente presenta un conjunto de síntomas inexplicables por una enfermedad conocida
• los síntomas traducen la afectación de órganos que, aunque no guardan relación anatómica ni embriológica entre sí, son altos consumidores de energía
• hay períodos en los que el paciente puede estar libre de síntomas
• la herencia parece corresponder a un origen materno, es autonómica recesiva o (la mayoría) esporádica

En cuanto a su evolución, cuanto más precozmente se inicien los síntomas más grave y mortal será la enfermedad, mayor número de órganos estarán afectados y las alteraciones bioquímicas (analíticas) serán mayores y más evidentes.

Cuanto más tarde aparezca, más benigna y más probable que sea debida a alteraciones del material genético mitocondrial (miopías inespecíficas).

El diagnóstico de las enfermedades mitocondriales es pues difícil, se basa sobre todo en la sospecha clínica y debe hacerse en un centro especializado mediante estudios que valoren la función de las mitocondrias en distintos órganos: analíticas y biopsias de tejidos.

Pocas enfermedades mitocondriales tienen tratamiento, además son tratamientos dirigidos a mejorar la calidad de vida y evitar el avance de la enfermedad, pero no son curativos.

Terapia genética preimplantacional – “bebé de tres padres”

Si lo que está alterado son las mitocondrias de origen materno: ¡eliminémoslas!

Se puede hacer de dos formas, ambas utilizan la fecundación in vitro y ambas requieren de 3 personas:

• El padre, que aportará al embrión todo su ADN como sucede normalmente. Su esperma fecundará el óvulo.
• La madre, que aportará al nuevo embrión sólo el ADN del núcleo del óvulo eliminándose el ADN de sus mitocondrias.
• La mujer donante, que aportará al nuevo embrión sólo en ADN de sus mitocondrias y nada del ADN del núcleo de su óvulo.

La primera técnica –transferencia de eje materno– consiste en coger el núcleo del óvulo de la madre y colocarlo en el lugar del núcleo del óvulo de la donante. De modo que el núcleo del nuevo óvulo contiene al material genético de la madre y su citoplasma las mitocondrias de la donante.

Este óvulo creado artificialmente se fecunda con el esperma del padre.

En la otra técnica –transferencia pronuclear– se fertilizan primero ambos óvulos, el de la madre y el de la donante, con el esperma del padre y se retira el núcleo de los dos cigotos resultantes. Entonces el núcleo con el ADN de los dos padres se introduce en el cigoto con las mitocondrias sanas.

¿Es una técnica curativa? Pues no es seguro que lo sea.

Por un lado ya hemos explicado que el funcionamiento de las mitocondrias está regulado tanto por el ADN de la mitocondria como por el del núcleo de la célula. Hay un grupo de enfermedades mitocondriales, las causadas por alteración del ADN del núcleo celular, que no pueden ser tratadas con esta técnica.

En el caso de las enfermedades debidas a una alteración en el ADN mitocondrial, se plantean varias incertidumbres

• ¿son “compatibles” entre sí los genes de la donante con los del núcleo de los padres? recordemos que ambos ADN deben funcionar de forma coordinada…
• lo mismo sucede con el resto de organelas de la célula de la donante, ¿su “expresión” genética es compatible con la del ADN del núcleo?
• ¿es posible que durante el trasplante de núcleos se arrastren algunas mitocondrias enfermas?

Aparte por supuesto de las consideraciones éticas de esta técnica, no menos importantes, y que debemos afrontar como sociedad para avanzar y dar una esperanza a estos pacientes.

No quiero acabar el post de hoy sin mostrar mi solidaridad por las enfermedades raras. Suscribo la declaración FEDER 2015.

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↬ 2015 © mj mas

______________________<sobre esta información>

Gráficos: “ADN mitocondrial”, “la célula humana”, “la mitocondria”, “enfermedades mitocondriales”; fotografía: “selfie para enfermedades raras 2015” por ©mj mas.

Relacionado:

• Todas las entradas sobre enfermedades raras.
• La neuropediatría es una especialidad rara.
• El concepto de enfermedad.

Para saber más:

• AEPMI: asociación de enfermos de patologías mitocondriales.
• AEPED: enfermedades mitocondriales.
• Enfermedad mitocondrial: abordaje práctico para los médicos. Pediatrics, diciembre 2007.