Así ayuda la levadura de la cerveza y el pan a luchar contra las enfermedades mitocondriales

La misma levadura que permite que podamos tomar cerveza o comer pan -la denominada Saccharomyces cerevisiae- tambi�n podr�a aportar, en el futuro, soluciones frente a problemas graves de salud, como las enfermedades mitocondriales.

As� lo plantea un nuevo estudio liderado por investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) cuyas conclusiones se publican este martes en la revista Nature Metabolism.

Las mitocondrias tienen un papel fundamental en el funcionamiento de las c�lulas, conectando el consumo de ox�geno con la producci�n de energ�a y la s�ntesis de componentes esenciales. As�, no solo act�an como ‘centrales’ de generaci�n de energ�a sino que, entre otros procesos, tambi�n resultan en procesos como la s�ntesis de nucle�tidos, los ‘ladrillos’ necesarios para la proliferaci�n celular.

Cuando la respiraci�n celular falla, la mitocondria es incapaz de cumplir correctamente sus funciones, por lo que, entre otros trastornos, se producen enfermedades mitocondriales, como los s�ndromes de Leigh o Barth.

Sin embargo, el equipo dirigido por Jos� Antonio Enr�quez, l�der del grupo GENOXPHOS del CNIC, ha encontrado una v�a alternativa para que las c�lulas puedan fabricar nucle�tidos, los ‘ladrillos’ necesarios para la proliferaci�n celular incluso cuando las mitocondrias fallan.

Lo han conseguido utilizando la levadura Saccharomyces cerevisiae, que puede vivir sin ox�geno y han desarrollado rutas metab�licas alternativas para fabricar esos ‘ladrillos’ que se necesitan para la s�ntesis de ARN y ADN.

Seg�n explica Enr�quez, la citada levadura posee una enzima que permite llevar a cabo la s�ntesis de nucle�tidos sin necesidad de depender de la respiraci�n mitocondrial. Para ello, en lugar de ox�geno, utiliza un metabolito, el fumarato.

Los investigadores fueron capas de extraer del genoma de la levadura el gen responsable de la enzima, denominado ScURA, e insertarlo en c�lulas humanas y de rat�n que presentaban fallos en la cadena de respiraci�n. Y comprobaron que, con esa intervenci�n, las c�lulas eran capaces de crecer, como si fueran c�lulas sanas. Utilizaban la v�a alternativa que les proporcionaba el gen extra�do de la levadura para construir los ‘ladrillos’ que necesitaban.

“Nuestro trabajo demuestra que, si proporcionamos a la c�lula una v�a alternativa para fabricar nucle�tidos, es posible sostener la proliferaci�n celular incluso cuando la respiraci�n mitocondrial falla”, expone Enr�quez, que recuerda que la intervenci�n funcion� sin alterar otras funciones celulares. “Comprobamos que la adaptaci�n no es t�xica y las c�lulas se adaptan adecuadamente”, se�ala.

La investigaci�n, por tanto, inaugura una l�nea de investigaci�n para explorar estrategias para combatir enfermedades mitocondriales graves que actualmente carecen de cura.

El investigador, tambi�n miembro del CIBER de Fragilidad y Envejecimiento Saludable (CIBERFES), hace asimismo hincapi� en que el experimento tambi�n permiti� comprobar que las c�lulas modificadas con ScURA pueden crecer sin necesidad de suplementar el medio de cultivo con uridina, una estrategia habitualmente utilizada en el laboratorio para compensar defectos mitocondriales. Este hallazgo facilitar� la investigaci�n de las enfermedades mitocondriales y la comprensi�n del papel de la mitocondria en distintos trastornos.

Seg�n explica Enr�quez, lo que el equipo quiere averiguar ahora es si la restauraci�n de la s�ntesis de nucle�tidos con esta v�a alternativa permite controlar los problemas asociados a distintas enfermedades. Primero har�n investigaciones in vitro para, posteriormente, pasar a modelos animales de estos trastornos. El objetivo es comprobar la estrategia puede convertirse en una terapia compensatoria para las deficiencias en la funci�n mitocondrial.

Adem�s del potencial terap�utico, esta nueva estrategia tambi�n puede ser �til para afinar los diagn�sticos, contin�a el cient�fico, ya que permitir� estudiar de forma m�s detallada d�nde est� el fallo celular responsable de cada trastorno.

La herramienta, adem�s, puede ser �til para avanzar en la investigaci�n de otros trastornos distintos a las enfermedades mitocondriales. “El fallo de funci�n mitocondrial no solo se produce en enfermedades espec�ficas, sino que tambi�n se produce en otros trastornos. Se sabe que esta funci�n acaba fallando en enfermedades neurodegerativas, como el p�rkinson. Esta herramienta nos va a permitir entender la contribuci�n de las alteraciones mitocondriales a distintos trastornos”, concluye.

La investigaci�n ha contado con la participaci�n de la Universidad de Colonia (Alemania), la Universidad de Valladolid y el Instituto de Biolog�a y Gen�tica Molecular (IBGM, CSIC-Universidad de Valladolid