Las enfermedades mitocondriales

1. INTRODUCCION

Como grupo elegimos este este tema, ya que, actualmente es una problemática que abarca grandes avances en la tecnologías médicas, para el desarrollo de nuevas técnicas, el decubrimiento de enfermedades, el origen de dichas enfermedades, mejoramiento de plantas, frutos de árboles, y prevención de enfermedades derivadas de los genes, las cuales pueden ser hereditarias. A continuación les presentaremos el tema elegido que hace referencia a los estudios genéticos y la manipulación genética, investigaremos sobre las enfermedades provocadas por trastornos mitocondriales, en el caso puntual de la Miocardiopatía dilatada y si las enfermedades de esta indole se pueden detender bajo algun determinado procedimiento médico.

Las enfermedades mitocondriales son el resultado del fracaso en el funcionamiento de las mitocondrias, a su vez, partes constitutivas de las células del organismo, cuya función es la de generar la energía necesaria para mantener la vida y para el desarrollo y correcta función de los órganos y sistemas. Cuando fallan, se genera cada vez menos energía en el interior de la célula, produciendo lesión o muerte celular. Si este proceso se repite en todo el cuerpo, los sistemas completos comienzan a fallary la vida de la persona que lo sufre está en grave riesgo. Esta enfermedad afecta principalmente a los niños, pero los brotes en adultos se están volviendo cada día más frecuente. Las enfermedades de las mitocondrias parecen ocasionar el mayor daño a las células del cerebro, corazón, hígado, músculo, riñón, y a los sistemas endocrinos y respiratorios.

Se encuentra en la matriz mitocondrial, contiene 37genes. El código genético es similar al código nuclear, pero el ADNmt posee varios rasgos distintivos relacionadoscon su tamaño. No posee intrones ni histonas. El ADNmt se vincula con un alto índice de mutaciones, especialmente en regiones codificantes.

La herencia mitocondrial es exclusivamentematerna. Los hijos (mujeres y hombres) pueden estar afectados por igual, pero sólo las mujeres pueden transmitirla a su descendencia.

Las enfermedades mitocondriales también se caracterizan por una carencia de energía, la cual se refleja en la célula.

Los estudios se suelen realizar en biopsias de músculo esquelético (donde se concentran gran cantidad de mitocondrias), ya que muchas veces no se detectan en sangre. Métodos empleados para diagnóstico genético de las enfermedades mitocondriasles:

Southern para detectar grandesdeleciones o duplicaciones: Con esta técnica se realizan esudios de hibridación con ADN genómico. El procedimiento consiste en digerir el ADN mitocondrial con enzimas de restricción cuyas dianas se han descrito en el ADN, y posteriormente, se realiza el southern con sondas mitocondriales. Las mutaciones casi siempre alteran el patrón de corte de las enzimas, dado que se modifican las dianas o la longitud de los fragmentos digeridos.

PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y análisis de mutación concreta: En este caso se amplifica la región de ADN de interés por PCR y luego se aplica disgestión con restrictasas, igual que en el caso anterior, para estudiar el polimorfismo de la longitud de los fragmentos.

Durante nuestra investigación queremos comprobar una de posible solución para este tipo de enfermedad heredable (enfermedad mitocondrial), la cual consiste en la reproducción asistida con tres padres. proceso por el cual obtendría como resultado la sustitución de las mitocondrias ‘enfermas’ por otras sanas, esto permite eliminar la transferencia de la enfermedad en cuestión a futuras generaciones. ¿Se obtendrían resultados favorables con esta técnica? (el desarrollo de esta investigación estará presente en el informe final).  

2. OBJETIVO

2.1. OBJETIVO GENERAL

• Conocer las enfermedades que pueden ocasionar la manipulación del ADN, teniendo en cuenta las mutaciones mitocondriales.

2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO

• Aportar conocimientos y destrezas clínicas en el diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de pacientes con problemas de mutación mitocondrial.

• Aportar conocimientos y destrezas clínicas en el diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de pacientes.

3. MARCO TEÓRICO

Además de la información genética contenida en el núcleo celular (en los cromosomas), las células cuentan también con una pequeña proporción de ADN extranuclear que se encuentra localizado en las mitocondrias.

Las enfermedades mitocondriales son desordenes resultantes de la deficiencia de una o más proteínas localizadas en las mitocondrias e involucradas en el metabolismo. Hay descritas unas 150 mutaciones que acaban en enfermedades de distinto tipo. Las enfermedades mitocondriales pueden estar causadas por mutaciones en el ADN mitocondrial, o bien por mutaciones en genes nucleares que codifican para proteínas implicadas en el correcto funcionamiento de la mitocondria. Las enfermedades mitocondriales causan el mayor daño a las células del cerebro, corazón, hígado, músculos esqueléticos, riñones y del sistema endocrino y respiratorio, ya que los tejidos con mayor dependencia del metabolismo mitocondrial (es decir, aquellos que requieren un mayor aporte energético) son los más sensibles a las mutaciones mitocondriales.

La gravedad y el espectro de estas enfermedades parecen desproporcionados respecto a la contribución del ADN mitoncondrial al genoma humano.

Dependiendo de cuáles sean las células afectadas, los síntomas pueden incluir: pérdida del control motor (pérdida de equilibrio, epilepsia, temblores, etc.), debilidad muscular y dolor, desórdenes gastrointestinales y dificultades para tragar, retardo en el crecimiento, enfermedad cardíaca, enfermedad hepática, diabetes, complicaciones respiratorias, crisis, problemas visuales (ceguera, catarátas, entre otros) y auditivos (sordera-a menudo afectando a ambos oídos-), acidosis láctica, retrasos en el desarrollo, susceptibilidad a las infecciones, problemas de fertilidad (sobre todo en el sexo femenino), problemas hormonales y dificultad al tragar y al absorber nutrientes (conllevando a una pérdida de peso, entre otras muchas patologías observadas.

3.1. CAUSAS

Como se mencionó, el factor común entre las enfermedades, es la pérdida de la capacidad metabólica por parte de las mitocondrias de los tejidos o zonas afectadas. El metabolismo requiere de cientos de reacciones químicas, y cuando uno o más de los intermediarios en estas reacciones no funciona de forma adecuada, hay una crisis energética. Como resultado, los productos del metabolismo incompleto, pueden acumularse como "veneno" en el cuerpo.

Este "veneno" puede interrumpir otras reacciones químicas importantes para la supervivencia celular, empeorando aún más la crisis energética. Además, estas moléculas pueden actuar como radicales libres (sustancias reactivas que por sí solas forman compuestos dañinos con otras moleculas) causando un daño a las mitocondrias a través del tiempo.

La gravedad y el espectro de las enfermedades mitocondriales parece en un primer vistazo desproporcionado respecto a la cantidad tan pequeña de ADN mitocondrial en el genoma humano si lo comparamos con la cantidad de ADN presente en el núcleo celular (alrededor del 0'1% corresponde al ADN mitocondrial -unos 37 genes-, frente al 99'9% restante -unos 24000 genes nucleares-). Sin embargo, este hecho no se debe al capricho de la naturaleza, sino que existen unas causas determinadas y definidas que dan lugar a este hecho:

• Todo el ADN mitocondrial es codificante, mientras que en el nuclear existen múltiples intrones no codificantes de genes.

• Existen menos mecanismos de reparación genética de posibles mutaciones o errores de lectura que en el núcleo.

• La mitocondria es un orgánulo donde existe una gran presencia de radicales libres.

o Estos dos últimos puntos hacen que la tasa de mutación llegue a ser diez veces mayor que en el núcleo, lo que explica la gran cantidad de enfermedades genéticas de origen mitocondrial.

Para muchos pacientes, la enfermedad mitocondrial es una condición heredada. Un porcentaje incierto de pacientes adquieren los síntomas debido a otros factores, incluyendo toxinas mitocondriales. El tipo de herencia de las enfermedades mitocondriales es por herencia materna.

3.2. HERENCIA MATERNA

Las enfermedades mitocondriales con herencia materna (también conocida como herencia mitocondrial o citoplasmática) son probablemente tan comunes como las enfermedades mitocondriales autosomales recesivas. Todas las enfermedades de herencia materna son enfermedades mitocondriales.1 Algunos ejemplos son: el síndrome MELAS, el síndrome MERRF, el síndrome NARP y la neuropatía óptica hereditaria de Leber.

En la herencia mitocondrial se produce el denominado efecto de cuello de botella: el ovocito destruye todas las mitocondrias paternas y la gran mayoría de las maternas; las mitocondrias maternas no destruidas se multiplican. Así, todo el ADN mitocondrial (mtDNA) es heredado de la madre. En el caso de existir una mutación en el ADN mitocondrial, las mujeres portadoras de dicha mutación siempre la transmiten a su descendencia, mientras que los varones nunca lo harán. En consecuencia, un hijo comparte la misma secuencia de mtDNA con sus hermanos o hermanas, y madre, pero no con su padre.

Cada una de las células contiene un número variable de copias de mtDNA, a menudo miles. La mayoría de los individuos "normales" tiene células homoplásmicas, es decir, células que contienen mtDNA normal solamente. Los individuos con enfermedad mitocondrial

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