Una investigación que se publica en la revista 'Nature Genetics' proporciona información sobre el principio científico fundamental de que el ADN mitocondrial (el código genético distintivo incrustado en el orgánulo que sirve como motor de cada célula del cuerpo) se transmite exclusivamente por la madre.
La información es especialmente relevante para las terapias de reemplazo mitocondrial, terapias génicas que podrían prevenir las enfermedades mitocondriales.
El estudio es una colaboración entre la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón y otras instituciones, entre ellas el Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona.
Desde hace mucho tiempo se asume que el ADN mitocondrial, o ADNmt, proviene exclusivamente de óvulos humanos, lo que significa que sólo la madre aporta el código genético transportado por miles de mitocondrias necesarias para la producción de energía en cada célula del cuerpo.
Hasta ahora se pensaba que el ADNmt paterno se eliminaba poco después de que un espermatozoide se fusionara con un ovocito, u óvulo en desarrollo, durante la fertilización, posiblemente a través de una respuesta de búsqueda y destrucción similar al sistema inmunológico.
Sin embargo, el estudio ha descubierto que, si bien los espermatozoides maduros contienen una pequeña cantidad de mitocondrias, carecen de ADNmt intacto.
«Hemos descubierto que cada espermatozoide posee alrededor de 100 mitocondrias como orgánulos cuando fertiliza un óvulo, pero no contienen ADNmt», explica el coautor Shoukhrat Mitalipov, director del Centro de Terapia Génica y de Células Embrionarias de OHSU .
Los investigadores revelan que los espermatozoides no sólo carecen de ADNmt intacto, sino que también carecen de una proteína esencial para el mantenimiento del ADNmt, conocida como factor de transcripción A mitocondrial o TFAM.
Aunque no están seguros de por qué no se permite que los espermatozoides contribuyan con ADNmt, Mitalipov teoriza que puede estar relacionado con el hecho de que un espermatozoide utiliza mucha energía mitocondrial en su impulso biológico para fertilizar un óvulo.
Por tanto, explica, acumularía mutaciones en el ADNmt. Por el contrario, los óvulos en desarrollo conocidos como ovocitos extraen energía principalmente de las células circundantes, no de sus propias mitocondrias, por lo que mantienen un ADNmt relativamente prístino.
«Los óvulos transmiten un ADNmt realmente bueno, al menos en parte, porque no utilizan las mitocondrias como fuente de energía», aclara Mitalipov.
Los aproximadamente 100 orgánulos del espermatozoide están inundados por cientos de miles de mitocondrias incrustadas en cada óvulo, cada una de las cuales lleva los 37 genes del ADN mitocondrial. Se cree que la contribución únicamente del ADNmt materno confiere una ventaja evolutiva al limitar el riesgo de acumulaciones de mutaciones del ADNmt que causan enfermedades en la descendencia.
Las mitocondrias controlan la respiración y la producción de energía dentro de cada célula del cuerpo, por lo que las mutaciones en el ADNmt pueden causar una variedad de trastornos potencialmente fatales que afectan a órganos con altas demandas de energía, como el corazón, los músculos y el cerebro.
Para ayudar a las madres a prevenir la transmisión de trastornos conocidos del ADNmt a sus hijos, Mitalipov fue pionero en un método llamado terapia de reemplazo mitocondrial para reemplazar el ADNmt mutante mediante fertilización in vitro utilizando ADNmt sano de óvulos de donantes.
