La falta de una única proteína mitocondrial genera inflamación severa

El estrés de ADN mitocondrial (en rojo) inicia una respuesta inflamatoria en ausencia de Opa1 en células musculares de ratón (en verde, los núcleos) / Aida Rodríguez, IRB Barcelona
CIBER/IRB | martes, 10 de abril de 2018

Aunque la relación entre mitocondrias e inflamación aún no está clara, se sabe, por ejemplo, que la acumulación de mitocondrias defectuosas que deberían haberse eliminado puede conducir a inflamación. Ahora, investigadores liderados por Antonio Zorzano, jefe de grupo del CIBERDEM en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y catedrático de la Universidad de Barcelona, han demostrado también que la eliminación de una única proteína mitocondrial en músculo de ratón genera un proceso inflamatorio severo en todo el organismo, causando la muerte prematura del animal. Estos resultados han sido publicados en EMBO Journal.

El trabajo ha sido firmado por 24 científicos de diversas instituciones y ha contado con la participación de otros investigadores del CIBERDEM del grupo liderado por Joan Vendrell en el Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili, así como de los jefes de grupo Francesc Villarroya del CIBEROBN- Universidad de Barcelona y Manuel Palacín del CIBERER- IRB Barcelona. 

Opa1 e inflamación

Opa1 es una proteína de fusión mitocondrial cuya función es fusionar las membranas internas de las mitocondrias. Aunque está presente en todas las células y tejidos (excepto los glóbulos blancos), las mitocondrias son especialmente abundantes en músculos e hígado y su principal función es convertir el alimento en energía para las células. Las mitocondrias son muy dinámicas, se juntan y separan, se expanden y encogen constantemente. A estas procesos se les conoce como dinámica mitocondrial.

La dinámica mitocondrial es una de las líneas de investigación en el laboratorio de Enfermedades Metabólicas Complejas y Mitocondrias de Antonio Zorzano. La estudian a través de las proteínas que intervienen en la fusión de membranas, Mitofusina 1 y 2, y Opa1.

Este estudio está centrado en la proteína Opa1. Para estudiar sus funciones, generaron un ratón carente de Opa1 sólo en el músculo esquelético. "La sorpresa fue ver que eran muy pequeños y se morían a los pocos meses", explica Antonio Zorzano.

El artículo describe el fenotipo animal y explica que la eliminación de Opa1 únicamente en la fibra muscular del músculo esquelético, acaba generando un proceso inflamatorio agudo que se transfiere de la fibra muscular a todo el organismo. La respuesta inflamatoria paraliza el crecimiento y tiene un impacto en la longevidad del animal. Los científicos detallan también los actores moleculares principales en la vía de señalización celular a través de la cual se activa la respuesta inflamatoria en el músculo.

"Es la primera vez que vemos que la falta de una proteína mitocondrial muscular puede generar una respuesta inflamatoria de esta magnitud y nos aporta más información sobre la relación entre mitocondrias e inflamación", expresa el investigador.

El líder del trabajo explica que estos resultados tienen una derivada biomédica a tener en cuenta. Hay un grupo de enfermedades, denominadas miopatías inflamatorias, de origen desconocido, en las que los pacientes presentan inflamación muscular crónica, acompañada de debilidad muscular. "Este trabajo nos hace pensar que tras las miopatías inflamatorias podría haber alternaciones en proteínas mitocondriales. Habrá que hacer más estudios para descubrir esta posible vinculación ", indica Zorzano.

Artículo de referencia:

Aida Rodríguez-Nuevo, Angels Díaz-Ramos, Eduard Noguera, Francisco Díaz-Sáez, Xavier Duran, Juan Pablo Muñoz, Montserrat Romero, Natàlia Plana, David Sebastián, Caterina Tezze, Vanina Romanello, Francesc Ribas,  Jordi Seco, Evarist Planet, Susan R. Doctrow, Javier González, Miquel Borràs, Marc Liesa, Manuel Palacín, Joan Vendrell, Francesc Villarroya, Marco Sandri, Orian Shirihai, Antonio Zorzano Mitochondrial DNA and TLR9 drive muscle inflammation upon Opa1 deficiency EMBO Journal (2018) doi: 10.15252/embj.201796553

Ciberdem