Les alteracions en les dinàmiques de les mitocòndries provoquen inflamació i atròfia muscular

Reconstrucció 3D de mitocondris (color turquesa), endosomes (blanc) i ADN mitocondrial (blanc) d'una cèl·lula muscular sana.

D'esquerra a dreta, els experts Antonio Zorzano i David Sebastián.

Recerca

Les mitocòndries —les centrals energètiques de les cèl·lules— tenen un paper essencial en la fisiologia cel·lular. La unió de dues o més mitocòndries i la divisió d’una mitocòndria en dues unitats són processos habituals. Es coneixen com a dinàmica mitocondrial i són necessaris per al bon funcionament d’aquestes estructures i de la mateixa cèl·lula.

Un article publicat a la revista Nature Communications descriu per primera vegada un mecanisme d’inflamació cel·lular que està relacionat amb alteracions en les dinàmiques mitocondrials i que deriva en atròfia muscular. Segons les conclusions, el bloqueig de la unió de mitocòndries i el bloqueig de la seva fragmentació desencadenen el procés inflamatori, tot i que per mecanismes diferents.

Lideren el treball els experts Antonio Zorzano, catedràtic de la Facultat de Biologia, responsable del Laboratori de Malalties Metabòliques Complexes i Mitocòndries de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i cap de grup del Centre d’Investigació Biomèdica en Xarxa de Diabetis i Malalties Metabòliques Associades (CIBERDEM), i David Sebastián, professor de la Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, investigador associat a l’IRB i membre també del CIBERDEM.

«La inflamació crònica és un dels processos que condicionen la nostra salut, ja que està vinculada amb un ampli ventall de malalties com ara la diabetis, l’Alzheimer, el Parkinson, el càncer i també l’envelliment. Per això és important entendre-la, per poder atallar-la i prevenir els trastorns relacionats», explica Antonio Zorzano, membre del Departament de Bioquímica i Biomedicina Molecular de la UB.

Aquest fenomen s’ha observat en cultius de cèl·lules musculars i també en músculs de models experimentals de ratolí. El tipus d’inflamació descrit es coneix com inflamació estèril, ja que no està vinculada a un procés infecciós. Això permetrà obrir la via a explorar el paper de les alteracions de la dinàmica mitocondrial en el desenvolupament de determinades malalties, especialment les que afecten els músculs.

Els mecanismes que desencadenen la inflamació

«Una de les troballes més notòries de l’estudi és que, quan forcem la dinàmica mitocondrial cap a un dels seus dos extrems (fragmentació o bé elongació mitocondrial), aquestes vies inflamatòries s’activen de maneres diferents. En tots dos casos, això sí, l’activació d’aquestes vies passa pel reconeixement d’ADN mitocondrial per sensors d’ADN intracel·lulars», explica Andrea Irazoki, primera autora de l’article, membre de la Facultat de Biologia, l’IRB i el CIBERDEM, i actualment investigadora postdoctoral a la Universitat de Copenhagen (Dinamarca).

«En aquest treball, hem descobert un paper essencial de la dinàmica mitocondrial inflamatòria. Juntament amb resultats previs del grup que mostren alteracions en la dinàmica durant l’envelliment, aquestes noves troballes podrien explicar l’augment de la inflamació associat a l’envelliment», declara David Sebastián, cap del laboratori de Mitocòndria, Malalties Metabòliques i Envelliment.

Més informació