Paper de les mutacions del mtDNA en la modulació del sistema antioxidant. Estudi en un model de cíbrids transmitocondrials

Abstract

El sistema de fosforilació oxidativa mitocondrial (OXPHOS) genera la major part de l'energia que requereixen les cèl·lules eucariotes. Però també és la font principal de producció d'espècies reactives d'oxigen (ROS). Les malalties mitocondrials degudes a mutacions en el DNA mitocondrial (mtDNA) afecten a polipèptids estructurals del sistema OXPHOS, caracteritzant-se per dèficits en la producció d'energia. Però altres factors deuen estar implicats amb l'àmplia manifestació fenotípica amb la que es manifesten aquestes patologies. L'objectiu del treball era determinar si les mutacions en el mtDNA indueixen la generació de ROS. Es diagnosticaren sis pacients portadors de les mutacions en el mtDNA A3243G, A8344G, G6930A, G5703A, G12334A i T14484C. A partir dels pacients portadors de la mutació en sang, es generaren línies de cíbrids transmitocondrials, on s'analitzà el sistema antioxidant com a indicador de la producció de ROS i de la capacitat detoxificadora cel·lular. Estudiàrem les activitats superòxid dismutasa, les activitats glutatió peroxidasa, i l'activitat catalasa en les línies portadores de les mutacions A3243G en el tRNALeu(UUR) (MELAS), la A8344G en el tRNALys (MERRF), i la G6930A en la subunitat I de la COX. Ambdues línies portadores de mutacions en tRNAs, MELAS i MERRF, presentaren totes les activitats antioxidants activades, suggerint que aquestes mutacions indueixen la producció de ROS. Aquest augment d'activitat es devia a un increment en els nivells protèics en els enzims superòxid dismutasa, però no en la catalasa. En canvi, en la línia portadora de la mutació G6930A (COX-I) no observàrem augment significatiu de cap de les activitats dels enzims antioxidants estudiats, resultats que suggeriren que dita mutació no indueix generació d'espècies reactives d'oxigen. Els resultats obtinguts suggereixen que les mutacions del mtDNA que afecten als complexos productors de ROS a la mitocòndria, els complexos I i III, indueixen la generació de ROS (com és en el cas de les cèl·lules MELAS i MERRF). L'estrés oxidatiu deu ser més important en algunes mutacions que en altres, i probable moduli el fenotip d'algunes mutacions en el mtDNA.