El equipo de investigación, dirigido por el profesor Benjamin Kile, del Instituto de Descubrimiento de Biomedicina (BDI) de la Universidad de Monash, en Australia, descubrió y filmó el momento exacto en que el ADN escapa de las mitocondrias (los orgánulos dentro de las células que producen energía) durante la muerte celular. El estudio contó con la participación de importantes colaboradores del Instituto Walter y Eliza Hall y del Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes en Estados Unidos.

Las mitocondrias son el último agente doble; son esenciales para mantener las células vivas, pero cuando se dañan, pueden desencadenar el propio sistema inmune del cuerpo con consecuencias potencialmente devastadoras. Debido a que el ADN dentro de las mitocondrias (ADNmt) tiene muchas similitudes con el ADN bacteriano (comparten ancestros comunes), el cuerpo reacciona a su presencia fuera de las mitocondrias o, de hecho, fuera de la célula, como si estuviera bajo ataque de patógenos invasores. Es como un fracaso a la hora de distinguir el “yo” del “no yo” que subyace en las enfermedades inflamatorias y autoinmunes.

Aunque se cree que la liberación de ADNmt contribuye a las enfermedades autoinmunes como el lupus, nunca se ha explicado cómo escapa de las mitocondrias. La investigadora de Monash BDI, la doctora Kate McArthur, mientras completaba su doctorado en el Instituto Walter y Eliza Hall, utilizó un nuevo microscopio revolucionario en el ‘Janelia Research Campus’ en Estados Unidos para capturar el momento en que las mitocondrias forman una “hernia” que sale de la mitocondria expulsando el ADN en el resto de la célula.

El sistema de microscopía LLSM desarrollado por el ganador del Premio Nobel Eric Betzig es una nueva técnica que permite a los científicos observar las células vivas a una resolución innovadora. El doctor McArthur viajó varias veces al Campus de Investigación Janelia en Virginia entre 2015-2017 y recuerda el momento en que presenció, por primera vez, la mitocondria expulsando activamente su ADN.

El contenido de las mitocondrias se hernia

“Como científicos, nos enseñan a ser bastante escépticos cuando vemos algo inesperado, así que creo que mi reacción inicial fue ‘de ninguna manera …’. Fue solo después de haber repetido cuidadosamente el experimento muchas veces que empecé a darme cuenta de lo que habíamos encontrado”, relata McArthur.

Según el profesor Kile, cuando una célula se suicida (una parte normal del acto de equilibrio del cuerpo humano para controlar el número de células sanguíneas), se activan dos proteínas llamadas BAK y BAX. “Lo que presenciamos, en tiempo real, fueron estas proteínas asesinas profesionales que abrieron enormes ‘macroporos’ en la membrana externa de las mitocondrias, lo que hizo que el contenido interno se herniase, llevándose el ADN mitocondrial”, describe el profesor Kile.

“BAK y BAX entregan el ‘golpe mortal’ diseñado para inhabilitar permanentemente la célula. Pero al hacerlo, el ADN mitocondrial se pierde de la mitocondria. En esencia, es un daño colateral que, si no se controla adecuadamente, hace que el sistema inmunitario conduzca a la inflamación patológica”, apunta.

El descubrimiento fue consolidado por imágenes capturadas por el microscopio crio-electrónico Titan Krios, de la Universidad de Monash, y el nuevo microscopio del Instituto Walter y Eliza Hall, construido por colaboradores en el Centro del Instituto Imagen Dinámica. El profesor Kile hizo hincapié en que, en la investigación, son poco frecuentes “descubrimientos fundamentales como este” y que este tiene profundas implicaciones para entender una amplia gama de enfermedades autoinmunes e infecciones.

Fuente: ecodiario.es