La mitocondria: en la ruta hacia tratamientos dirigidos

Por Karla Navarro

Ensenada, Baja California. 6 de febrero de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- La mitocondria, considerada como la central energética de la célula, es un blanco de terapias hormonales para tratar la menopausia, etapa en que disminuye la producción de estrógenos en las mujeres.

Mitocondrias C2C12. Crédito de la fotografía Adriana Miranda Cervantes.

Los estrógenos son un grupo de hormonas relacionadas con el adecuado funcionamiento de la mitocondria, lo que ha motivado el diseño de terapias basadas en la ingesta de hormonas para revertir los efectos de la menopausia. Sin embargo, estas hormonas pueden desencadenar efectos opuestos que repercuten en toda la célula.

¿Cómo lograr que los tratamientos de la menopausia vayan dirigidos únicamente a la mitocondria? La doctora Carolina Álvarez Delgado, especialista del Departamento de Innovación Biomédica del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), trabaja en la caracterización de receptores de estrógenos mitocondriales que permita el diseño de tratamientos dirigidos.

“El estrógeno más común es el estradiol. Estas hormonas, para tener su efecto en el cuerpo, necesitan actuar a través de unas proteínas que son los receptores, entonces la hormona lleva el mensaje, el receptor recibe el mensaje e inicia una cascada de señalizaciones celulares para tener un efecto que puede hacer que la célula crezca y prolifere”, explicó en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.

Añadió que se ha comprobado que la salud de la mitocondria está relacionada con la cantidad de estrógenos circulando en el cuerpo, específicamente del estradiol, que es un promotor de la función mitocondrial.

Enfermedades mitocondriales secundarias

El diseño de un tratamiento dirigido para la menopausia es solo un ejemplo de las potenciales aplicaciones que tiene el estudio de receptores estrógenos mitocondriales.

Doctora Carolina Álvarez Delgado.La doctora Carolina Álvarez Delgado expuso que su interés está en desarrollar tratamientos para enfermedades mitocondriales secundarias, es decir, aquellas que no están necesariamente relacionadas con una mutación en el ADN mitocondrial y suceden después de que hay un daño a la mitocondria, creando problemas de energía para el paciente.

“Tanto las enfermedades mitocondriales primarias como las secundarias llevan a fallas bioenergéticas, que es la incapacidad de producir la energía necesaria para mantener las funciones celulares, la diferencia es que las primarias son de origen genético y las secundarias atienden a otro tipo de daños”.

Diabetes, Alzheimer, así como otras enfermedades neurodegenerativas, cardiacas y musculares, se pueden considerar como enfermedades mitocondriales secundarias, por lo tanto podrían recibir tratamientos mitodirigidos para restaurar la función mitocondrial y, en consecuencia, tener un efecto reparador sobre los síntomas de la enfermedad.

Caracterización de proteínas

Dentro de la mitocondria están presentes proteínas que fungen como receptores del mensaje de los estrógenos, lo que genera señalizaciones favorables para la célula.

“Por eso me interesa estudiar las proteínas que reciben la señal del estradiol, estos receptores de estrógenos que están específicamente dentro de la mitocondria. Me interesa ver qué tipo de vías de señalización mitoprotectora, es decir, que protejan a la mitocondria, son iniciadas por estas proteínas residentes”, detalló la investigadora.

Apuntó que hasta ahora se conoce que esos receptores son proteínas y que están codificadas por el mismo gen nuclear que codifica los receptores que se encuentran afuera de la mitocondria; no obstante, sigue habiendo preguntas que no han sido respondidas.

“No se sabe cómo entran a la mitocondria, por ejemplo, entonces para empezar a aprovecharlos como blancos terapéuticos necesitamos saber cómo es que entran; el chiste es utilizarlos como integradores de esta señalización estrogénica en el organelo, por eso caracterizarlos es todavía una parte muy básica, para eventualmente usarlos como blancos terapéuticos”.

Uno de los recientes hallazgos de la investigación fue la detección de la unión de una de las proteínas receptoras y su interacción física con una de las enzimas principales de la mitocondria, ATP sintasa, que produce la mayor parte de la energía de la célula.

“Es un paso muy importante en la caracterización de estos receptores porque significa que hay una gran probabilidad de que estos receptores después de la señalización del estradiol puedan modular la actividad de esta enzima y, por lo tanto, impactar en la cantidad de energía que se está produciendo”, destacó la investigadora del CICESE.

Compuestos dirigidos

De forma paralela a la caracterización de receptores a estrógenos mitocondriales, especialistas del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (Cnyn) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Ensenada, producen un compuesto que tendrá la capacidad de dirigirse específicamente a la mitocondria.

Células C2C12 con Mitotraker green. Crédito Doctor Aldo Moreno Ulloa.El doctor Rafael Vázquez Duhalt, director del Departamento de Bionanotecnología del Cnyn, especificó que trabajan con un flavonoide que conjugarán con otro compuesto para que tenga mayor afinidad con las mitocondrias.

“Ya hemos avanzado, la estrategia química no es tan fácil, este flavonoide tiene muchos grupos hidroxilos y queremos poner una molécula que dirija el flavonoide a las mitocondrias; entonces hay que hacer una protección de los otros hidroxilos para producir una modificación química y después eliminar esta protección”, detalló.

La síntesis química que se lleva a cabo en el Cnyn forma parte de la investigación liderada por la doctora Carolina Álvarez y está ligada a los objetivos para el desarrollo de tratamientos dirigidos.

“Tenemos resultados alentadores en el sentido de que hemos podido modificar la molécula y estamos afinando la estrategia de síntesis química; al final de este semestre tendremos el compuesto para que la doctora Álvarez lo evalúe en sus cultivos celulares y observe su eficiencia”, adelantó Vázquez Duhalt.

¿Cómo llegan a la mitocondria?

A dos años de haber iniciado la investigación, el siguiente paso planteado por la doctora Carolina Álvarez es conocer la forma en que se introducen a la mitocondria las proteínas que desempeñan la función de receptores de estrógenos.

“¿Cómo es que entran estos receptores? Debe haber un proceso en el que estos receptores que se fabrican o se sintetizan en el citoplasma de la célula entran al organelo; sin conocer el mecanismo, no podemos saber cómo aprovecharlos y por ello es el siguiente paso para la caracterización”, advirtió la investigadora del CICESE.

 

 

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