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El otro trabajo de la mitocondria es controlar el desarrollo de células madre

En un descubrimiento notable, los científicos demuestran que al bloquear la acción de una enzima clave en las mitocondrias se impide que las células madre se conviertan en óvulos en las moscas de la fruta.
Las mitocondrias juegan un papel vital en el desarrollo de células madre.

Las mitocondrias, pequeños sistemas digestivos que se encuentran en casi todas las células del cuerpo, son tradicionalmente conocidas por su papel vital en la generación de energía para que las células funcionen.

En el nuevo estudio, publicado en Biología celular de la naturaleza, un equipo dirigido por investigadores del NYU Langone Medical Center, NY, muestra que el papel de las mitocondrias en el desarrollo de las células madre es completamente distinto del de producir energía para el metabolismo celular.

En su papel tradicional, las mitocondrias proporcionan a las células unidades de energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP). La reacción química que produce ATP se basa en una enzima importante llamada enzima ATP sintasa.

La nueva investigación muestra que la ATP sintasa también es importante para el desarrollo normal de células madre. La enzima controla directamente el crecimiento y el mantenimiento de las "crestas", las membranas plegadas y arrugadas dentro de las mitocondrias, a medida que las células madre se dividen y forman los componentes celulares específicos de la célula germinal o el óvulo femenino.

Debido a que la producción de energía ATP sintasa es común en todas las células con núcleo, los investigadores dicen que es muy probable que lo que hayan encontrado en los experimentos con moscas de la fruta sea cierto para todos los mamíferos, incluidos los humanos.

El bloqueo de cualquiera de las 13 proteínas ATP sintasa clave detuvo el desarrollo del huevo

La investigadora principal Ruth Lehmann, profesora de biología celular en NYU Langone, dice que estudios anteriores han descubierto crestas inmaduras o dañadas en varias especies animales con ATP sintasa defectuosa, pero este es el primer estudio que muestra un vínculo con el desarrollo de células madre.

En sus experimentos, el Prof. Lehmann y sus colegas descubrieron que el bloqueo de cualquiera de las 13 proteínas clave relacionadas con la ATP sintetasa alteraba o impedía el desarrollo del huevo en las moscas de la fruta.

También encontraron que el bloqueo de otras enzimas involucradas en la producción de ATP, antes de que la ATP sintasa intervenga, no dañó el desarrollo del huevo.

El estudio tomó 2 años ya que el equipo examinó más de 8,000 genes de la mosca de la fruta que se cree están involucrados en el desarrollo de células madre que conducen al huevo o al esperma. La ATP sintasa se destacó: notaron cómo se mantuvo activa incluso cuando otras enzimas involucradas en la producción de ATP se desactivaron.

El equipo planea investigar si las mitocondrias desempeñan algún otro papel vital

El Prof. Lehmann explica cómo ella y sus colegas continuarán la investigación:

"Nuestro equipo planifica nuevas investigaciones sobre cómo la ATP sintasa controla biológicamente el desarrollo de crestas, y si otras funciones del desarrollo están influenciadas por las mitocondrias".

Los fondos para el estudio provinieron del Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU. Y del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano, ambas partes de los Institutos Nacionales de Salud. Boehringer Ingelheim Fonds y la American Cancer Society también respaldaron el estudio.

Las mitocondrias llegan a los titulares a principios de esta semana debido a un estudio innovador que es prometedor para las familias afectadas por enfermedades potencialmente graves causadas por un ADN mitocondrial defectuoso que se transmite a los niños de sus madres.

El estudio, reportado recientemente por Noticias médicas hoy, muestra cómo un equipo usó enzimas como tijeras moleculares para editar el ADN mitocondrial mutado en ratones hembra que tuvieron descendencia sana con niveles muy bajos del ADN dañado defectuoso.

El equipo del Instituto Salk dice que si la técnica de edición funciona en humanos, ofrecerá una alternativa más segura, más simple y más ética que la terapia de reemplazo mitocondrial de FIV triparal.

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