Usando medicamentos existentes, como el litio, para restaurar procesos biológicos básicos en células humanas y modelos animales, los investigadores pueden haber roto un estancamiento de larga data al diseñar tratamientos efectivos para enfermedades mitocondriales humanas.
"Al ajustar las actividades biológicas básicas involucradas en la muerte celular y la producción de energía, pudimos reequilibrar las células hacia un funcionamiento más normal. Este enfoque es muy prometedor para desarrollar nuevos tratamientos efectivos para pacientes con trastornos mitocondriales", dijo el líder del estudio Marni J.Falk, MD, director y médico tratante en la Clínica de Enfermedades Genéticas Mitocondriales del Hospital de Niños de Filadelfia CHOP.
Falk y sus colegas publicaron su estudio en línea el 3 de junio en la revista Genética molecular humana .
Como resultado del mal funcionamiento de las mitocondrias, los pequeños orgánulos que suministran energía a nuestras células, los trastornos mitocondriales son notoriamente complejos y variables, sin curas y pocos tratamientos efectivos. El flujo de energía deteriorado puede afectar muchos sistemas y órganos, incluidos el cerebro, el corazón yAdemás de causar una serie vertiginosa de enfermedades mitocondriales primarias, las mitocondrias anormales también son culpables de una amplia gama de afecciones comunes, como diabetes tipo 2, enfermedad de Parkinson, epilepsia e incluso envejecimiento humano.
En el estudio actual, el equipo de investigación de Falk omitió las estrategias anteriores que se centraron en corregir directamente los defectos que ocurren dentro de las mitocondrias. Más recientemente, el equipo de Falk demostró que el ácido nicotínico, una forma de vitamina B3 niacina, mejoró la vida útil y el metabolismo enun modelo animal de enfermedad mitocondrial, gusanos microscópicos de C. elegans, restaurando la actividad normal a las vías de señalización celular.
"En este estudio, investigamos los efectos de la modulación no solo de las moléculas de señalización, sino también de dos de los procesos biológicos básicos que regulan: la traducción de proteínas y la autofagia", dijo Falk. "Ambas actividades celulares son anormales en la enfermedad mitocondrial ydemostramos que el uso de medicamentos que los inhiben parcialmente ofrece nuevas estrategias de tratamiento ".
La traducción es el proceso en el que las células producen proteínas especificadas por el código genético en el ADN y el ARN. La autofagia es el mecanismo por el cual las células digieren sus propios componentes, generalmente como parte del mantenimiento normal. En los trastornos mitocondriales, ambos procesos se agotande control y probablemente contribuyan a los síntomas de la enfermedad.
"La traducción desregulada y el aumento de la autofagia que ocurre en la enfermedad mitocondrial conducen a una acumulación de proteínas defectuosas o potencialmente tóxicas", dijo Falk. "El efecto neto es la muerte celular. Cuando pudimos ralentizar uno o ambos de estos elementos básicosprocesos, mejoramos los síntomas de la enfermedad mitocondrial en animales de laboratorio y en células de pacientes humanos ".
En este estudio, el equipo de investigación encontró resultados beneficiosos significativos de varios medicamentos humanos existentes. La rapamicina, un antibiótico e inmunosupresor, mejoró la enfermedad renal en ratones con un trastorno mitocondrial causado por la deficiencia de coenzima Q. Probucol utilizado en el pasado como colesterolfármaco reductor mejoró la vida útil y el funcionamiento fisiológico en gusanos mutantes que tenían deficiencias en la cadena respiratoria mitocondrial, la secuencia de reacciones químicas que oxida los nutrientes para generar energía. Ambos fármacos inhiben las moléculas de señalización que activan la traducción de proteínas.
Los efectos más llamativos, dijeron los autores, provienen del tratamiento de las células con medicamentos que inhiben parcialmente tanto la traducción como la autofagia. Cloruro de litio, prescrito durante mucho tiempo para pacientes con trastorno bipolar, y cicloheximida, un antibiótico, mejora notablemente la viabilidad y la función respiratoria celular endiversos modelos de células humanas de enfermedad mitocondrial.
La investigación adicional debería investigar cómo los subgrupos específicos de pacientes con trastornos mitocondriales podrían beneficiarse de estos y otros medicamentos similares. "Los hallazgos actuales", dijo Falk, "abren un nuevo arsenal de terapias para pacientes con este desafiante conjunto de enfermedades. Probablementeser capaz de intervenir positivamente para mejorar la salud del paciente en enfermedades mitocondriales "
Con este conocimiento en mano, el Centro Clínico de Enfermedades Mitocondriales en CHOP está planeando ensayos de investigación clínica en etapas tempranas para enfocarse farmacológicamente en las consecuencias celulares de la enfermedad mitocondrial.
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Materiales proporcionado por Hospital de Niños de Filadelfia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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