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Estudian en Cuautitlán la medicina mitocondrial

UNAM Cuautitlán studying mitochondrial medicine
One of the few mexican institutions doing this over the last decade

En México son poco conocidas las enfermedades mitocondriales y menos aún se sabe de su prevalencia entre la población. La investigación en este tema también es reducida en relación con la que se desarrolla en Europa o Estados Unidos. No obstante, uno de los científicos más destacados en esta área es Francisco Montiel Sosa, de la Sección de Bioquímica y Farmacología Humana de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de esta casa de estudios.

El especialista trabaja en colaboración con Julio Montoya Villarroya y Eduardo Ruiz Pesini, de la Universidad de Zaragoza, España. Desde hace más de una década realizan investigación de frontera sobre este tipo de enfermedades, así como diversas aplicaciones multidisciplinarias del ADN mitocondrial, obteniendo reconocimiento internacional.

Francisco Montiel es doctor en bioquímica por la Universidad de Zaragoza y con apoyo de su proyecto PAPIME PE203005, invitó a Montoya Villarroya y Ruiz Pesini a un ciclo de conferencias en Cuautitlán, en el que presentaron el resultado de estudios recientes en genética poblacional y enfermedades mitocondriales, identificación de nuevas mutaciones y mecanismos de patogenicidad, así como medicina evolutiva mitocondrial.

Julio Montoya, quien ha trabajado en el laboratorio de uno de los principales investigadores en este campo: Giuseppe Attardi, del California Institute of Technology, explicó que las enfermedades mitocondriales son un grupo heterogéneo de trastornos producidos por fallas en el sistema de fosforilación oxidativa, la ruta final del metabolismo energético mitocondrial.

Estos padecimientos se caracterizan por un fenotipo complejo, con manifestaciones clínicas variadas como deterioro de las funciones mentales, trastornos motores, cansancio, intolerancia al ejercicio, convulsiones, epilepsia, accidentes cerebro vasculares, ptosis, oftalmoplejía, retinopatía pigmentaria, sordera, ceguera, atrofia óptica, cardiomiopatía, disfunciones hepáticas y pancreáticas, diabetes, defectos de crecimiento, anemia sideroblástica, pseudo-obstrucción intestinal, acidosis metabólica y nefropatías, entre otras, lo que explica porqué deben ser tratados por equipos multidisciplinarios, conformando un verdadero reto para médicos y científicos.

Esas enfermedades tienen en común producirse por una deficiencia en la biosíntesis de ATP (trifosfato de adenosina), ya que toda la información que éste contiene se encuentra dirigida a la síntesis de proteínas componentes del sistema Oxphos. Hoy se sabe, expuso, que la variación en las manifestaciones clínicas se explica por la heterogeneidad en las mutaciones del ADN mitocondrial y del ADN nuclear, que codifica gran parte de las subunidades proteicas de la cadena respiratoria, así como por alteraciones en el funcionamiento de las numerosas etapas que requiere esta cadena.

Fue en 1988 cuando se encontraron las primeras mutaciones asociadas a enfermedades humanas. Actualmente se conocen más de 150, las cuales se han clasificado como mutaciones puntuales, deleciones (faltantes de ADN) y depleciones (disminución en el número de copias de ADN mitocondrial como consecuencia de mutaciones en genes nucleares).

Por ejemplo, en la neuropatía óptica hereditaria de Leber se han detectado 15 mutaciones. En el síndrome de MELAS (miopatía mitocondrial, encefalopatía, acidosis láctica y episodios stroke-like) se conocen tres mutaciones.

En cuanto a deleciones, éstas se han relacionado con los síndromes de oftalmoplegía progresiva externa, de Kearn-Sayre y de Pearson, así como algunas asociadas con encefalomiopatías mitocondriales y diabetes.

Las mutaciones se analizan a partir del ADN obtenido generalmente de biopsias del tejido más afectado, aunque también pueden determinarse en análisis de células de sangre, uñas, pelo y orina, según explicó Julio Montoya, también conocido por desarrollar un modelo de expresión del ADN mitocondrial y de procesamiento del ARN.

Sin embargo, la complejidad en el diagnóstico de estas enfermedades hace necesario que los pacientes tengan que acudir a diferentes centros especializados para someterse a evaluaciones clínicas, metabólicas, patológicas, bioquímicas y genéticas.

Por ello, estableció desde 1991 el Servicio de Diagnóstico de Enfermedades Genéticas Mitocondriales en la Universidad de Zaragoza, para diagnosticar mutaciones en muestras que lleguen de todo el territorio español hasta su laboratorio, dependiente del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular, en el cual ha colaborado por varios años Francisco Montiel.

Actualmente, el interés por la medicina mitocondrial crece de manera significativa debido a que esos padecimientos se presentan tanto en neonatos como en adultos de todas las edades. Otra peculiaridad es que las mutaciones en el ADN mitocondrial se transmiten por línea materna, lo que significa que el diagnóstico en un individuo puede tener implicaciones en muchas generaciones de una familia.

Un dato preocupante es que existe un elevado número de personas sin diagnosticar ya sea porque no son atendidas en instituciones especializadas, por la complejidad de las manifestaciones clínicas o por la necesidad de practicar biopsias musculares, a lo que no todos los pacientes acceden. Asimismo es notoria la falta de equipos multidisciplinarios que permitirían tratar los diferentes aspectos del diagnóstico, en el que es fundamental el estudio molecular del ADN mitocondrial, entre otras razones.

Ruiz Pesini, considerado en España un experto en el tema de la variabilidad genética mitocondrial y quien ha trabajado por varios años en Estados Unidos con Douglas Wallace –una autoridad en este ámbito– explicó que no se ha terminado de reconocer si la migración de genes mitocondriales hacia el núcleo es un proceso concluido; una posible causa de que el ADN mito-condrial conserve los genes puede explicarse porque las proteínas codificadas presentan alto grado de hidro-fobicidad y además podrían ser tóxicas en el citoplasma.

Ruiz también ha realizado trabajos que buscan explicar la evolución de mutaciones en el ADN mitocondrial humano, buscando su relación con altitud geográfica y clima en que habitaban los europeos.

Aplicaciones multidisciplinarias

Francisco Montiel aplica el conocimiento generado junto con sus colegas españoles en el estudio de la genética mitocondrial mexicana, sus fenotipos y el diagnóstico molecular de enfermedades relacionadas. Actualmente trabaja en la localización de la mutación A3243G asociada con el síndrome de MELAS por medio de la secuenciación completa del ADN mitocondrial.

De su cátedra, ADN Mitocondrial, Marcador Molecular con Aplicaciones Multidisciplinarias se desprenden otras líneas de investigación en las que participan Idalia Ávila Miyazawa, Josefina Moreno Lara, Ruth Delgado Sánchez, Angélica Saldaña Martínez y Gina Benítez Esquivel.

Una de esas investigaciones es la diferenciación de cepas del hongo Aspergillus flavus con diferente fenotipo de biosíntesis de aflatoxinas, metabolitos que por su actividad carcinogénica, teratogénica y mutagénica son contaminantes de gran importancia de frutos secos, cereales y semillas como maíz, cacahuate, nuez, almendra, pistache, cebada, semilla de calabaza y chile.

Asimismo, trabajan en la diferenciación de varias especies marinas de importancia alimentaria y biotecnológica como salmón, trucha, atún, barrilete y bonito mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa, con el propósito de acreditar la autenticidad de productos comerciales, identificar adulteraciones de alimentos y promover el control de calidad. Uno de estos trabajos obtuvo el segundo lugar del XXVIII Premio Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos en 2004 en la categoría estudiantil.

FES CUAUTITLÁN

Artículo publicado en Gaceta UNAM, Número 3996, 28 de junio de 2007.
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