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Articulo de referencia

Protofección

La protofección es una transfección mediada por proteínas de ADN mitocondrial (ADNmt) extraño en las mitocondrias de las células de un tejido para complementar o reemplazar el A...

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La protofección es una transfección mediada por proteínas de ADN mitocondrial (ADNmt) extraño en las mitocondrias de las células de un tejido para complementar o reemplazar el ADN mitocondrial nativo ya presente. Mediante esta técnica, se puede transferir el genoma completo del ADNmt o solo fragmentos de ADNmt generados por reacción en cadena de la polimerasa a las mitocondrias objetivo. [ 1 ]

Durante las últimas dos décadas, los científicos han planteado la hipótesis de que la protofección puede ser beneficiosa para pacientes con enfermedades mitocondriales. Esta técnica es un desarrollo reciente y se perfecciona continuamente. Dado que el ADN mitocondrial se daña progresivamente con la edad, esto podría proporcionar un método para rejuvenecer, al menos parcialmente, las mitocondrias en tejidos envejecidos, devolviéndoles su función original y juvenil. [ 1 ] [ 2 ]

Método

La protofección es una técnica en desarrollo que se mejora continuamente. Se ha creado un sistema de transducción de proteínas específico que se compleja con el ADN mitocondrial (ADNmt), lo que permite que este último atraviese la membrana de la célula diana y se dirija específicamente a las mitocondrias. El sistema de transducción utilizado consta de un dominio de transducción de proteínas , secuencias de localización mitocondrial y el factor de transcripción mitocondrial A. Cada uno de estos componentes desempeña una función específica en la protofección:

  • Se necesita un dominio de transducción de proteínas porque son pequeñas regiones de proteínas que pueden atravesar la membrana celular de las células de forma independiente.
  • Para la protofección se utiliza una secuencia de localización mitocondrial específica porque permite que el ADN mitocondrial entre en las mitocondrias.
  • El factor de transcripción mitocondrial A se utiliza porque desenrolla el ADN mitocondrial que entra en las mitocondrias, lo cual es fundamental para la replicación del ADN mitocondrial.

Este proceso puede conducir a un aumento en la cantidad de ADNmt presente en las mitocondrias de las células objetivo. [ 3 ]

El sistema de transducción se ha ajustado y modificado desde el primer uso de la protofección. Para abreviar el nombre del complejo, que antes se denominaba complejo PTD-MLS-TFAM, ahora se llama MTD-TFAM. MTD significa dominio de transducción mitocondrial e incluye el dominio de transducción de proteínas y las secuencias de localización mitocondrial. [ 4 ]

Posibles usos terapéuticos

Una hipótesis sobre las enfermedades mitocondriales plantea que el daño y la disfunción mitocondrial desempeñan un papel importante en el envejecimiento . Se está investigando la protofección como una técnica de laboratorio potencialmente viable para la construcción de terapias génicas para enfermedades mitocondriales hereditarias, como la neuropatía óptica hereditaria de Leber . Los estudios han demostrado que la protofección puede conducir a una mejora de la función mitocondrial en las células objetivo. [ 5 ] [ 6 ]

La protofección podría aplicarse a mitocondrias modificadas o artificiales. Las mitocondrias podrían modificarse para producir pocos o ningún radical libre sin comprometer la producción de energía. Estudios recientes han demostrado que los trasplantes mitocondriales pueden ser útiles para rejuvenecer tejido muerto o moribundo, como en los infartos, donde la mitocondria es la primera parte de la célula que muere. [ 7 ]

Referencias

  1. 1 2 Khan, Shaharyar M.; Bennett, James P. (1 de agosto de 2004). "Desarrollo de la terapia de reemplazo genético mitocondrial" ( PDF) . Journal of Bioenergetics and Biomembranes . 36 (4): 387– 393. doi : 10.1023/B:JOBB.0000041773.20072.9e . PMID 15377877. S2CID 25674350 .  
  2. ↑ Aravintha Siva, M.; Mahalakshmi, R.; Bhakta-Guha, Dipita; Guha, Gunjan (1 de mayo de 2019). " Terapia génica para el genoma mitocondrial: purgando mutaciones, pacificando dolencias" . Mitochondrion . 46 : 195–208 . doi : 10.1016/j.mito.2018.06.002 . PMID 29890303. S2CID 48356579 .  
  3. ↑ Khan, Shaharyar M.; Bennett Jr., James P. (agosto de 2004). "Desarrollo de la terapia de reemplazo genético mitocondrial". Journal of Bioenergetics and Biomembranes . 36 (4): 387– 393. doi : 10.1023/b:jobb.0000041773.20072.9e . ISSN 0145-479X . PMID 15377877 . S2CID 25674350 .   
  4. ↑ Keeney, Paula M.; Quigley, Caitlin K.; Dunham, Lisa D.; Papageorge, Christina M.; Iyer, Shilpa; Thomas, Ravindar R.; Schwarz, Kathleen M.; Trimmer, Patricia A.; Khan, Shaharyar M.; Portell, Francisco R.; Bergquist, Kristen E.; Bennett, James P. (2009). "La terapia génica mitocondrial aumenta la fisiología mitocondrial en un modelo celular de la enfermedad de Parkinson" . Human Gene Therapy . 20 (8): 897– 907. doi : 10.1089/hum.2009.023 . PMC 2829286. PMID 19374590 .  
  5. ↑ Iyer, Shilpa (marzo de 2013). "Nuevos enfoques terapéuticos para la neuropatía óptica hereditaria de Leber" . Discovery Medicine . 15 (82): 141– 149. ISSN 1539-6509 . PMC 5652312. PMID 23545042 .   
  6. ↑ Rao, Raj R.; Iyer, Shilpa (2015). "Células madre, progenitores neuronales y células madre modificadas genéticamente". Muerte celular neuronal . Métodos en biología molecular. Vol. 1254. págs. 255–267 . doi : 10.1007/978-1-4939-2152-2_19 . ISBN   978-1-4939-2151-5. PMC 5642280 . PMID 25431071 .  
  7. ↑ Kolata, Gina (10 de julio de 2018). "Órganos moribundos devueltos a la vida en experimentos novedosos" . New York Times . Consultado el 11 de julio de 2018 .
  • ¿Qué pasó con la protofección? Un artículo que ofrece contexto sobre los últimos años de desarrollo de la protofección.
  • La terapia génica mitocondrial mejora la fisiología mitocondrial en un modelo celular de la enfermedad de Parkinson.
  • Desarrollo de la terapia de reemplazo genético mitocondrial
  • Nuevos enfoques terapéuticos para la neuropatía óptica hereditaria de Leber.