Profundizan en la comprensión de la función del complejo IV en las patologías mitocondriales

U723 CIBERER que lidera Miguel Ángel Martín Casanueva en el Hospital 12 de Octubre.
CIBER | martes, 14 de julio de 2020

Un estudio colaborativo internacional publicado en la prestigiosa revista EMBO Journal detalla los mecanismos moleculares que tienen lugar en las enfermedades mitocondriales asociadas a mutaciones en el complejo IV de la cadena respiratoria. Se trata de un paso fundamental para la comprensión y diagnóstico de las patologías mitocondriales, que afectan aproximadamente a uno de cada 5.000 nacidos.

El trabajo ha sido coordinado por Cristina Ugalde, investigadora de la U723 CIBERER que lidera Miguel Ángel Martín Casanueva en el Hospital 12 de Octubre de Madrid, junto con Antoni Barrientos, del University of Miami Miller School of Medicine.

Los genes MT-CO1/2 codifican proteínas esenciales de la cadena respiratoria mitocondrial (CRM), necesaria para producir la mayor parte de la energía química en forma de ATP, que es fundamental para la correcta actividad de todas las células y tejidos del organismo. La CRM está compuesta por cuatro complejos enzimáticos multiproteicos (complejos I al IV), que a su vez pueden asociarse en estructuras supramoleculares conocidas como supercomplejos, cuya función se debate desde hace más de 20 años.

Como consecuencia de su asociación en supercomplejos, los complejos enzimáticos I, III y IV son estructural y funcionalmente interdependientes. Ello repercute a menudo en los pacientes con patologías del sistema OXPHOS, ya que las mutaciones de un solo complejo pueden producir déficits enzimáticos combinados de otros complejos mediante mecanismos poco conocidos.

Este nuevo estudio aclara las relaciones estructurales y funcionales entre los complejos de la CRM en líneas celulares humanas deficientes en las subunidades MT-CO1 y MT-CO2, que conllevan una pérdida del complejo IV.

Utilizando enfoques proteómicos, bioquímicos y biogenéticos, el estudio muestra la existencia de mecanismos alternativos de estabilización de los supercomplejos que obedecen exclusivamente a la síntesis de la proteína MT-CO1 independientemente de la formación del complejo IV. Estos datos revelan la coexistencia de vías alternativas para la biogénesis del complejo IV "asociado a supercomplejos" respecto al complejo IV individual, las cuales podrían determinar las adaptaciones fisiológicas que ocurren bajo diferentes orígenes genéticos de la enfermedad mitocondrial. Por ello, el complejo IV es esencial para la estabilización de los supercomplejos y la adaptabilidad funcional de la CRM.

En este estudio, han participado investigadores del Hospital 12 de Octubre, la Goethe-Universität y la Universidad de Miami.

Artículo de referencia:

Multiple pathways coordinate assembly of human mitochondrial complex IV and stabilization of respiratory supercomplexes. Teresa Lobo‐Jarne, Rafael Pérez‐Pérez, Flavia Fontanesi, Alba Timón‐Gómez, Ilka Wittig, Ana Peñas, Pablo Serrano‐Lorenzo, Inés García‐Consuegra, Joaquín Arenas, Miguel A Martín, Antoni Barrientos, Cristina Ugalde. The EMBO Journal

https://doi.org/10.15252/embj.2019103912