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Alteraciones en la dinámica mitocondrial podrían ser una de las causas del envejecimiento y sus enfermedades asociadas

 

David Sebastián y Antonio Zorzano

Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), Barcelona, España; Departamento de Bioquímica y Biomedicina Molecular, Facultad de Biologia, Universidad de Barcelona, Barcelona, España; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, España

 

dinámica mitocondrial

Una de las causas del envejecimiento es la alteración de la función de las mitocondrias, que son los orgánulos encargados de la producción de energía en las células. Imagen: Mitocondria vista a través del microscopio electrónico. Thomas Deerinck, NCMIR, UC San Diego.

El envejecimiento, o pérdida de integridad fisiológica que conlleva a una acumulación progresiva de daño en distintos tejidos,  ha atraído la atención científica desde hace años. Asociado al aumento de la esperanza de vida durante el último siglo, el desarrollo de enfermedades asociadas al envejecimiento también ha crecido. Por lo tanto, este interés no sólo se ha centrado en la búsqueda de vías para alargar la esperanza de vida, sino también para promover un envejecimiento saludable.

Una de las causas del envejecimiento es la alteración de la función de las mitocondrias, que son los orgánulos encargados de la producción de energía en las células. Así, numerosos estudios científicos han establecido que durante el envejecimiento se produce una acumulación de mitocondrias dañadas que conducen a un mal funcionamiento de las mismas. Sin embargo, las causas que originan estas anormalidades no son del todo conocidas aún.

En un nuevo estudio de revisión, publicado en Trends in Molecular Medicine,  y llevado a cabo en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas, sugerimos que la causa de la pérdida de función de las mitocondrias asociada al envejecimiento podría deberse a alteraciones en la dinámica mitocondrial.

Las mitocondrias se organizan para formar una red interconectada dentro de las células, y este proceso está regulado por la dinámica mitocondrial. Para formar esta red, las mitocondrias se fusionan unas con otras para formar mitocondrias más grandes y alargadas, o bien se fisionan o dividen para formar mitocondrias más pequeñas y separadas de la red mitocondrial. Este proceso está fuertemente regulado por una serie de proteínas de fusión y de fisión mitocondrial. Estudios realizados durante la última década en distintos organismos como levadura, Drosophila, ratones y humanos, han establecido que la dinámica mitocondrial juega un papel crucial no sólo en mantener la funcionalidad de las mitocondrias, sino también en los procesos involucrados en el mantenimiento de la calidad de las mismas mediante la eliminación de las mitocondrias dañadas (mitofagia).

La pérdida de función de las mitocondrias (mostradas en la imagen de color amarillo) asociada al envejecimiento podría deberse a alteraciones en la dinámica mitocondrial. Imagen: Torsten Wittmann, University of San Francisco, CC BY NC 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/.

En este sentido, distintos estudios, incluidos estudios de nuestro grupo de investigación, han demostrado que alteraciones en las proteínas que regulan la dinámica mitocondrial se asocian con enfermedades asociadas al envejecimiento, como la diabetes de tipo 2, enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas y sarcopenia (pérdida de masa muscular asociada al envejecimiento) en ratones y humanos. Además, en organismos inferiores como levaduras y moscas, alteraciones en estas proteínas se asocian también con una longevidad disminuida.

En este artículo de revisión, que se basa en investigaciones previas de nuestro grupo, proponemos que estas alteraciones en la dinámica mitocondrial podrían constituir un arma de doble filo promoviendo, por un lado, defectos intrínsecos en la función mitocondrial que conllevarían a una acumulación de daño mitocondrial, y por otro, evitando la eliminación de las mitocondrias dañadas.

De este modo, las alteraciones en la dinámica mitocondrial podrían ser una de las causas primarias que originan la pérdida de la calidad y función de las mitocondrias observadas en el envejecimiento y sus enfermedades asociadas. Futuras investigaciones en este sentido podrían contribuir al establecimiento de la dinámica mitocondrial como una prometedora diana terapéutica para combatir estas enfermedades.

Referencia: Sebastián D, et al. Mitochondrial Dynamics: Coupling Mitochondrial Fitness with Healthy Aging. Trends in Molecular Medicine. 2017. Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.molmed.2017.01.003

 

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