Investigadores de la Universidad de Toronto han descubierto cómo comienza la renovación mitocondrial, una función celular crítica.

Las mitocondrias son como las baterías de nuestro cuerpo. Son fuentes vitales de energía para las células y son necesarias para regular la función en casi todos los tipos de células. Y, al igual que las baterías, las mitocondrias deben reemplazarse a medida que se agotan con el tiempo. Si estas baterías de celdas no se reemplazan de manera eficiente y no se entregan correctamente, las celdas experimentan estrés y pueden morir.

Las mitocondrias sanas, a su vez, son fundamentales en los órganos que demandan energía, como el cerebro y los músculos. Cuando se interrumpe este proceso de degradación, las neuronas vulnerables pueden morir. Este tipo de disrupción está presente en muchas enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson.

Ahora, un estudio realizado por Stephen Girardin, profesor de medicina de laboratorio y patobiología en la Facultad de Medicina de Temerty, y el investigador postdoctoral Samuel Killackey, muestra que cuando ciertas proteínas codificadas en el núcleo no se llevan a las mitocondrias, las mitocondrias se eliminan.

"Estamos orgullosos de haber identificado el problema y progresado hacia la comprensión y la caracterización de los actores y vías moleculares, y cómo todo esto se integra en una célula, de maneras sorprendentes", dice Giradin.

Girardin estudia un receptor similar a Nod mitocondrial (NLR) llamado NLRX1. Si bien NLRX1 se ha implicado en diversos procesos celulares, su función subyacente seguía siendo difícil de alcanzar para los investigadores hasta ahora.

En general, la investigación en esta área giró en torno a la despolarización, la pérdida de potencial eléctrico a través de la membrana mitocondrial interna, como la principal señal para la eliminación mitocondrial.

El estudio de Girardin y Killackey también mostró que la despolarización es una causa anterior de la importación restringida de proteínas mitocondriales.

Los hallazgos, publicados en Molecular Cell , abren nuevas vías para la investigación de enfermedades en las que se pierde la estabilidad mitocondrial.

"Esto nos dice que el problema ocurre cuando falla la importación de proteínas y la célula recibe una señal de la importación defectuosa de la proteína mitocondrial, NLRX1. Esta es la señal para destruir las mitocondrias, un proceso conocido como mitofagia", dice Girardin.

Al observar el proceso desde una perspectiva diferente, el equipo demostró que la ciencia establecida en esta área no mostraba la imagen completa.

"Dimos un paso atrás y conectamos algunos de los puntos en la literatura, lo que nos ayudó a identificar que la importación de proteínas interrumpida era un denominador común en muchos factores estresantes mitocondriales que desencadenan la mitofagia", dice Killackey, un becario de Vanier que realizó la investigación durante su doctorado. .D. estudios en el laboratorio de Girardin.

El descubrimiento allana el camino para que los investigadores sigan investigando el papel de la disfunción mitocondrial en la enfermedad y en órganos metabólicamente activos como el cerebro, el corazón y los riñones.

"Hemos visto un papel de la mitofagia impulsada por NLRX1 en la función muscular medida a través de la capacidad de resistencia, lo que podría tener implicaciones para enfermedades que involucran atrofia muscular o déficits funcionales. Modificar el alcance y la eficiencia de la importación de proteínas mitocondriales también podría ofrecer beneficios terapéuticos para enfermedades neurodegenerativas enfermedad", dice Killackey.

Los hallazgos son la culminación de 15 años de investigación y marcan un hito para Girardin.

"Me encantan las preguntas fundamentales", dice. "Lo que sucede a continuación con el conocimiento es una cuestión de fisiología, medicina traslacional o desarrollo de fármacos. Entonces, ahora es el momento de pasar el testigo a otros o asociarse con colaboradores entusiastas". + Explora más

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