Descubren mitocondrias extracelulares como componente decisivo de la sangre
La membrana interna de cada mitocondria contiene pliegues distintivos conocidos como crestas. En una mitocondria normal (izquierda), estos pliegues llenan el interior. Sin embargo, los pliegues se pierden en mitocondrias dañadas o disfuncionales (derecha). Se ha demostrado que docenas de enfermedades raras resultan de este tipo de disfunción mitocondrial. Se sospecha que varios otros, como la enfermedad de Alzheimer, el autismo, el cáncer, la enfermedad cardiovascular, la enfermedad de Parkinson y la diabetes tipo 2, involucran a las mitocondrias. Imagen: Gary Carlson/Penn State University

Un estudio dirigido por Alain R. Thierry, de la Universidad de Montpellier y del Instituto de Investigación del Cáncer, ha revolucionado el conocimiento de las mitocondrias al revelar que las extracelulares en funcionamiento se encuentran, de hecho, en la sangre.

Las mitocondrias son orgánulos que se encuentran en las células eucariotas. Lugar de respiración celular, son las baterías de las células y juegan un papel importante en el metabolismo energético y la comunicación intercelular. Su particularidad es poseer su propio genoma, transmitido únicamente por la madre y separado del ácido desoxirribonucleico (ADN) contenido en el núcleo.

En ocasiones, las mitocondrias se pueden observar fuera de las células en forma de fragmentos encapsulados dentro de las microvesículas. Bajo ciertas condiciones muy específicas, las plaquetas también son capaces de liberar mitocondrias intactas en el espacio extracelular.

Para este estudio, publicado en The FASEB Journal, los investigadores utilizaron hallazgos previos que mostraron que el plasma de una persona sana contiene hasta 50.000 veces más ADN mitocondrial que el ADN nuclear.

Siete años para validar la presencia de mitocondrias extracelulares

Así, plantearon la hipótesis de que para que fuera detectable y cuantificable en la sangre de esta manera, el ADN mitocondrial tenía que estar protegido por una estructura de suficiente estabilidad. Para identificar dicha estructura, se analizaron muestras de plasma de un centenar de voluntarios.

Este análisis reveló la presencia en la circulación sanguínea de estructuras altamente estables que contienen genomas mitocondriales completos. Tras el examen de su tamaño y densidad, así como la integridad de su ADN mitocondrial, estas estructuras observadas mediante microscopía electrónica (hasta 3,7 millones por mililitro de plasma) se revelaron como mitocondrias intactas y funcionales.

Durante siete años, estos científicos utilizaron tantos enfoques técnicos como metodológicos para validar esta presencia de mitocondrias extracelulares circulantes en la sangre.

Thierry explica que “cuando consideramos la gran cantidad de mitocondrias extracelulares que se encuentran en la sangre, tenemos que preguntarnos por qué este descubrimiento no se había hecho antes. Nuestro equipo ha acumulado experiencia en la detección específica y sensible del ADN en la sangre, trabajando en la fragmentación del ADN extracelular derivado de las mitocondrias en particular”.

Se abre la puerta a nuevos diagnósticos y tratamientos

Pero ¿cuál es el papel de estas mitocondrias extracelulares? La respuesta podría estar vinculada a la estructura del ADN mitocondrial, similar a la del ADN bacteriano, lo que le da la capacidad de inducir respuestas inmunes e inflamatorias.

Fundamentada en esta observación, los investigadores plantean la hipótesis de que estas mitocondrias circulantes podrían estar implicadas en muchos procesos fisiológicos y/o patológicos que requieren comunicación entre las células (como los mecanismos de inflamación).

De hecho, estudios recientes han demostrado la capacidad de ciertas células para transferir mitocondrias entre ellas, como las células madre con células dañadas. “Las mitocondrias extracelulares podrían realizar diversas tareas como mensajeras para todo el organismo“, subraya Thierry.

Este descubrimiento abre el camino a mejoras en el diagnóstico, monitoreo y tratamiento de ciertas enfermedades. De hecho, estos investigadores se centran ahora en evaluar las mitocondrias extracelulares como biomarcadores en el diagnóstico prenatal no invasivo y el cáncer.

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