Tesis doctoral de Joan Villarroya Terrade
En la presente tesis se ha querido estudiar experimentalmente los efectos fisiopatológicos de la depleción del dna mitocondrial, en modelos celulares, modelos animales y también en pacientes humanos. la mitocondria es un orgánulo subcelular con múltiples funciones biológicas de regulación de procesos celulares, como por ejemplo, la producción de energía en forma de atp. La mitocondria presenta una peculiaridad con respecto a otras organelas, se trata de que contiene un pequeño genoma propio, de alrededor de 16 kb, que codifica para proteínas que son componentes de la cadena respiratoria / sistema oxphos. Así pues, la coordinada expresión del dna mitocondrial (mtdna) junto con el genoma nuclear es crítica para una correcta función respiratoria de la mitocondria. existen un grupo de enfermedades hereditarias muy severas llamadas síndromes de depleción del mtdna (mds), que consisten en una reducción muy drástica del número de copias de mtdna que repercute en una disfunción generalizada de determinados tejidos más susceptibles a dicha depleción (músculo esquelético, hígado, sistema nervioso, entre otros), ya que tienen una demanda energética más elevada y por tanto mayor dependencia de la función mitocondrial. En la presente tesis se ha estudiado el caso peculiar de un paciente con la forma miopática de la mds por mutaciones en el gen tk2, que presentaba una gran longevidad comparado con los casos típicos de esta variante. Las biopsias de músculo de distintas edades revelaron una pérdida selectiva de la subpoblación de miofibras de tipo ii que permitía una preservación moderada de la función muscular, compatible con una severa depleción del mtdna. el mantenimiento del mtdna depende de una red finamente regulada de enzimas que incluye la tk2. Para intentar elucidar qué mecanismos podrían estar compensando este déficit cuantitativo de mtdna se estudiaron fibroblastos en cultivo obtenidos de pacientes con mds debida a disfunción de tk2 (tk2-) y dgk (dgk-). El estudio reveló que, factores implicados en el metabolismo de los nucleótidos, y concretamente con la vía de salvamento mitocondrial, eran determinantes para que se diera o no dicha depleción del mtdna. La expresión del mrna del transportador equilibrativo de nucleósidos hent1 estaba fuertemente reprimida en los fibroblastos dgk- mientras que en los tk2- mantenía unos niveles fisiológicos, hecho que podría ser la razón por la cual las células tk2- no presentaba el fenotipo de depleción del mtdna mientras que las dgk- sí, y por tanto estaríamos hablando de un posible factor compensatorio que podría estar jugando un papel en los pacientes. en una siguiente etapa del trabajo, se estudiaron dos modelos de ratón transgénicos para determinar la relación entre alteraciones en el mtdna y desarrollo y función del tejido adiposo. En primer lugar se analizó un ratón knock-in de tk2 y se vio que presentaba una depleción muy acentuada en el tejido adiposo marrón (bat), pero que ésta, a pesar de observar también alteraciones morfológicas de las mitocondrias, no comprometía mucho la función adipocitaria general, tan sólo la función específicamente termogénica. Así pues, relacionándolo con los pacientes hiv-1 en tratamiento antiretroviral que presentan lipodistrofia (hals), parece que la depleción del mtdna, muy comúnmente asociada a esta síndrome, no conllevaría mayores alteraciones en el tejido afectado. Para responder un poco más a estas preguntas también se analizaron ratones portadores de un transgén hiv-1 (tg26), que no presentaban depleción del mtdna aunque reproducían muy bien las alteraciones circulantes y adipocitarias observadas en pacientes hals. finalmente, se presenta un estudio realizado con células sanguíneas de pacientes hals dónde se determinó si existía una relación entre los niveles de mtdna y la apoptosis celular en estos pacientes y se llegó a la conclusión que, bajo tratamiento con inhibidores de proteasas (pis) los pacientes mantenían unos niveles bajos de mtdna pero mejoraban en cuanto a que se reducía significativamente la activación de la apoptosis mediada por mitocondria. Por tanto, son dos procesos que se estarían dando de forma independiente. globalmente, se puede concluir que en función de la célula, el tejido, existen mecanismos compensatorios de una pérdida de mtdna, y que en la presente tesis se presentan algunos candidatos. Dichos mecanismos tiene que ser estudiados ya que son potenciales dianas terapéuticas para intervenir en patologías producidas por depleción severa del mtdna.
Datos académicos de la tesis doctoral «Estudis experimentals sobre els efectes fisiopatológics de la depleció del dna mitocondrial«
- Título de la tesis: Estudis experimentals sobre els efectes fisiopatológics de la depleció del dna mitocondrial
- Autor: Joan Villarroya Terrade
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 12/05/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Maya VilÁ Iglesias
- Tribunal
- Presidente del tribunal: antoni lLuis Andreu periz
- antonia Ribes rubií² (vocal)
- (vocal)
- (vocal)