Adenosina mejora la función de las mitocondrias en un estudio de células FA

Las mitocondrias son estructuras a menudo llamadas las centrales eléctricas de la célula, ya que desempeñan un papel esencial en la producción de energía. La disfunción mitocondrial es un sello distintivo de la FA.

La adenosina podría servir como «una terapia prometedora asociada con la dinámica mitocondrial que eventualmente podría ser un gran avance en el tratamiento de la ataxia de Friedreich», sugieren los investigadores.

El estudio, » La adenosina mejora la función mitocondrial y la biogénesis en los fibroblastos de ataxia de Friedreich después del estrés oxidativo inducido por L-butionina sulfoximina » , se publicó en la revista Biology .

La FA es causada por una producción deficiente de frataxina , una proteína clave para el funcionamiento de las mitocondrias. El sistema nervioso y los músculos se ven particularmente afectados.

La falta de frataxina se asocia con una producción de energía deficiente y estrés oxidativo, cuando la producción de moléculas dañinas llamadas especies reactivas de oxígeno supera las defensas antioxidantes del cuerpo.

La adenosina se distribuye ampliamente en el sistema nervioso central, donde desempeña una variedad de funciones, como la regulación de la liberación de neurotransmisores (mensajeros químicos que transportan señales químicas de una neurona a la siguiente célula diana) y la actividad de las neuronas.

Estudios anteriores demostraron que la adenosina ejerce un efecto protector contra la ataxia cerebelosa, un tipo específico de ataxia (control muscular deficiente que resulta en movimientos voluntarios torpes) causada por daño al cerebelo.

En el estudio, un equipo de Malasia y China planteó la hipótesis de que la adenosina podría ayudar a aliviar la disfunción de las mitocondrias en la AF.

Usaron fibroblastos, un tipo de célula de tejido conectivo, derivados de la piel de un hombre de 30 años con AF y de un hombre sano, que sirvió como control.

Nuestro estudio demostró que la adenosina atacaba los defectos mitocondriales en FRDA [FA]. Por lo tanto, sugerimos un posible papel terapéutico para la adenosina en FRDA.

Fibroblastos tratados con dosis crecientes de adenosina

Los fibroblastos se trataron con dosis crecientes de adenosina. Las dosis de hasta 800 micromolar no dieron lugar a diferencias significativas en la viabilidad celular en comparación con el control y se utilizaron en experimentos de seguimiento.

Para inducir el estrés oxidativo, las células se trataron con L-butionina sulfoximina (BSO). Luego, los investigadores evaluaron la función mitocondrial evaluando el potencial de membrana mitocondrial (MMP), un indicador de la actividad mitocondrial.

BSO redujo significativamente la MMP del 100 % al 87,86 % en comparación con las células no tratadas. Sin embargo, en las células preincubadas con adenosina, la MMP aumentó significativamente en comparación con las células tratadas con el antioxidante idebenona, que sirvió como control positivo, o BSO solo.

La actividad de la aconitasa, una enzima clave en la producción de energía por parte de las mitocondrias, se redujo al 59,33 % en las células que recibieron BSO. El pretratamiento con adenosina no restauró la actividad de la aconitasa, pero sus efectos (en dosis de 400 y 600 micromolar) fueron superiores a los de la idebenona en el aumento de la actividad de la aconitasa.

El ATP, la moneda molecular de la energía en las células, también se redujo mediante BSO al 74,83 %, pero el tratamiento previo con 200 micromolar de adenosina restauró los niveles de ATP al 85,45 %. En comparación con la idebenona, la adenosina tuvo un efecto significativamente superior en el aumento de los niveles de ATP.

La adenosina también mejoró la generación de nuevas mitocondrias, medida por la proporción de dos de sus proteínas, llamadas SDH-A y COX1. En comparación con la BSO sola, la adenosina a 400 micromolar aumentó la relación SDH-A/COX1 al 109,77 % y a 600 micromolar al 108,32 %. Todas las dosis de adenosina dieron lugar a un aumento de 2,1 a 2,2 veces mayor en la relación SDH-A/COX1 en comparación con la idebenona.

A continuación, los investigadores investigaron la expresión (actividad) de genes relacionados con el crecimiento y la división de las mitocondrias, lo que genera nuevas mitocondrias.

La expresión del gen NFR1 aumentó significativamente 2,6 veces en las células tratadas con BSO, pero la incubación previa con adenosina a 400 y 600 micromolar la redujo significativamente. Se obtuvieron resultados similares para el gen TFAM .

El gen NFE2L2 regula varios genes antioxidantes, así como enzimas antiinflamatorias y metabólicas, mientras que el gen PPARGC1A es un regulador maestro de la generación mitocondrial y el gasto de energía.

La expresión de NFE2L2 aumentó 13,5 veces con BSO en comparación con las células no tratadas, pero la adenosina a 600 micromolar la disminuyó 79,6 veces con respecto a BSO. Además, la BSO no afectó la expresión de PPARGC1A  y no se observó reducción con el pretratamiento con adenosina.

“Nuestro estudio demostró que la adenosina se enfocó en defectos mitocondriales en FRDA [FA]”, escribieron los científicos. «Por lo tanto, sugerimos un posible papel terapéutico para la adenosina en FRDA».