Los componentes del ADN regulan la inflamación
La escasez de bloques de construcción de ADN en la célula libera el ADN mitocondrial
Las mitocondrias son los proveedores de energía de nuestras células corporales. Estos diminutos componentes celulares tienen su propio material genético, que desencadena una respuesta inflamatoria cuando se libera en el interior de la célula. Todavía no se conocen las razones de esta liberación, pero algunas enfermedades cardíacas y neurodegenerativas, así como el proceso de envejecimiento, están relacionados con el genoma mitocondrial. Los investigadores del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento y del Grupo de Excelencia en Investigación sobre el Envejecimiento del CECAD han investigado las razones de la liberación del material genético mitocondrial y han encontrado una relación directa con el metabolismo celular: cuando los bloques de construcción del ADN de la célula escasean, las mitocondrias liberan su material genético y desencadenan la inflamación. Los investigadores esperan encontrar nuevos enfoques terapéuticos influyendo en esta vía metabólica.
Nuestro cuerpo necesita energía: para cada proceso metabólico, cada movimiento y para respirar. Esta energía se produce en pequeños componentes de nuestras células corporales, las llamadas mitocondrias. A diferencia de otros componentes celulares, las mitocondrias tienen su propio material genético, el ADN mitocondrial. Sin embargo, en determinadas situaciones, las mitocondrias liberan su ADN al interior de la célula, lo que provoca una reacción del sistema inmunitario de la propia célula y se asocia a diversas enfermedades, así como al proceso de envejecimiento. Las razones de la liberación de ADN mitocondrial aún no se conocen.
Micrografía electrónica de las mitocondrias de una célula nerviosa
© Hans-Georg Sprenger, 2021
La escasez de bloques de construcción de ADN desencadena una reacción inflamatoria
Para responder a la pregunta de cuándo las mitocondrias liberan su ADN, los investigadores del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento se han centrado en la proteína mitocondrial YME1L, que debe su nombre a los mutantes de la levadura que liberan su ADN mitocondrial: yeast mitochondrial escape 1. "En las células que carecen de YME1L, observamos la liberación de ADN mitocondrial en el interior de la célula y una respuesta inmunitaria relacionada en las células", dijo Thomas MacVicar, uno de los dos primeros autores del estudio. Un examen más detallado reveló una relación directa con los bloques de construcción del ADN. "Si las células carecen de YME1L, se produce una deficiencia de los bloques de construcción del ADN en el interior de la célula", describe Thomas MacVicar. "Esta deficiencia desencadena la liberación de ADN mitocondrial, que a su vez provoca una respuesta inflamatoria en la célula: la célula estimula reacciones inflamatorias similares a las que se producen durante una infección bacteriana o vírica. Si añadimos bloques de construcción de ADN a las células desde el exterior, eso también detiene la inflamación".
Nuevos enfoques terapéuticos basados en el metabolismo de los bloques de construcción del ADN
El vínculo descubierto entre la respuesta inflamatoria celular y el metabolismo de los bloques de construcción del ADN podría tener consecuencias de gran alcance, explica Thomas MacVicar: "Algunos inhibidores virales detienen la producción de ciertos bloques de construcción del ADN, desencadenando así una respuesta inflamatoria. La liberación de ADN mitocondrial podría ser un factor crucial en esto, contribuyendo al efecto de estos inhibidores". Varias enfermedades inflamatorias asociadas al envejecimiento, incluidas las cardíacas y neurodegenerativas, así como la obesidad y el cáncer, están relacionadas con el ADN mitocondrial. Los autores esperan que la modulación del metabolismo de los bloques de construcción del ADN ofrezca nuevas oportunidades terapéuticas en dichas enfermedades
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Publicación original
Hans-Georg Sprenger *, Thomas MacVicar *, Amir Bahat, Kai Uwe Fiedler, Steffen Hermans, Denise Ehrentraut, Katharina Ried, Dusanka Milenkovic, Nina Bonekamp, Nils-Göran Larsson, Hendrik Nolte, Patrick Giavalisco and Thomas Langer; "Cellular nucleotide imbalance triggers mitochondrial DNA-dependent innate immunity"; Nature Metabolism; 2021; * Equal first authors
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