Biología celular y Biotecnología

Expresión génica y desarrollo en deficiencia de Coenzima Q: un modelo para establecer el origen de esta enfermedad mitocondrial

Resumen


Las deficiencias de CoQ son un grupo de enfermedades mitocondriales heterogéneas caracterizadas por un agotamiento en el nivel de CoQ. CoQ se sintetiza dentro de las mitocondrias donde participa en la fosforilación oxidativa para generar ATP. Muchos genes están directa o indirectamente involucrados en la síntesis mitocondrial de CoQ. Puede ser causada por defectos en genes que forman parte del complejo de síntesis de CoQ10 o en su regulación dentro de las mitocondrias (deficiencia primaria), o como un efecto secundario debido a la alteración de otras funciones mitocondriales no involucradas directamente en la síntesis de CoQ10.

Cualquiera de estas mutaciones induce el agotamiento de los niveles de CoQ y las células vuelven a entrenar su metabolismo para sobrevivir bajo mitocondrias defectuosas gracias a modificaciones epigenéticas y cambios en la expresión génica para generar un transcriptoma específico para la supervivencia.

Los cultivos de células primarias humanas obtenidas de pacientes con deficiencias de CoQ nos permitieron estudiar estas alteraciones in vitro, mientras que los modelos animales (ratón y moscas de la fruta) nos permiten estudiar cómo se desarrolla un organismo bajo el agotamiento de CoQ y cómo envejece prematuramente.

Estudiamos específicamente el desarrollo muscular en un modelo de ratón con deficiencia de CoQ y caracterizamos sus mitocondrias defectuosas. Además, estamos estableciendo diferentes estrategias para tratar la deficiencia de CoQ utilizando estos modelos animales.

Purificamos mitocondrias vivas del músculo y estudiamos el proceso de diferenciación de las células madre musculares.

https://www.jove.com/v/63336/isolation-mitochondria-from-mouse-skeletal-muscle-for-respirometric?language=Spanish