Los trasplantes de mitocondrias podrían curar enfermedades y alargar vidas

• curecompass
• 5 abril, 2025
• I+D, Salud, Tecnología
• FDA, Harvard Medical School, Minovia Therapeutics, mitocondrias, orgánulos, Portada, Universidad de Zhejiang, University of Washington
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Reparar células del cuerpo es una técnica que puede crear un nuevo campo de la medicina.

Los trasplantes de órganos son una idea conocida. Los trasplantes de orgánulos, no tanto. Sin embargo, los orgánulos son a las células lo que los órganos a los cuerpos: componentes especializados que reparten el trabajo necesario para que todo funcione correctamente. Intercambiar orgánulos viejos por nuevos en células donde la maquinaria ha cambiado de tictac a tac tiene sentido en principio. Y, para un tipo de orgánulo, este principio se está probando en la práctica.

Las mitocondrias, los orgánulos en cuestión, son conocidas como fuentes de energía: lugares donde las moléculas de glucosa se descomponen para liberar la energía que impulsa el metabolismo. Por lo tanto, potenciar los procesos metabólicos de una célula deficiente mediante la adición de nuevas mitocondrias podría ser una decisión inteligente.

Pero esto es solo el comienzo. Estos orgánulos, descendientes de bacterias que convivieron con los ancestros de los seres humanos cuando estos eran unicelulares, conservan de sus días de independencia una serie de otras funciones. Estas incluyen la descomposición del exceso de ácidos grasos y aminoácidos, y la síntesis del hemo, el centro activo de la hemoglobina y varias otras proteínas.

Paquetes de refuerzo

Las mitocondrias también inician la muerte de células dañadas, cancerosas o con exceso de requerimientos; actúan como centros de comunicación para las proteínas señalizadoras; y regulan los niveles de iones de calcio, que también participan en la señalización. Poseen sus propios genomas, separados del principal en el núcleo celular. Este es otro legado de su origen independiente.

Con una gama tan amplia de funciones vitales que realizar, no es sorprendente que las mitocondrias defectuosas causen o contribuyan a muchas enfermedades. Algunas son congénitas, resultado de genes mitocondriales defectuosos. Y otras, como la diabetes y los problemas cardiovasculares, ocurren cuando las mitocondrias se desgastan con la edad. Si se pudiera lograr que una técnica para trasplantar mitocondrias sanas funcionara, su potencial sería enorme.

Una persona que intenta lograrlo es James McCully, de la Facultad de Medicina de Harvard. McCully ha desarrollado un tratamiento para bebés prematuros que, debido a que las mitocondrias de sus músculos cardíacos han sido dañadas por isquemia (el término médico para la restricción del flujo sanguíneo), necesitan la asistencia de una máquina de circulación extracorpórea. Sin dicha intervención, morirían. Aun así, solo el 60 % sobrevive.

En un ensayo clínico, cuyos resultados se publicaron hace poco más de cuatro años, el Dr. McCully mejoró esa tasa al 80 %. Su técnica consiste en extraer un pequeño fragmento de tejido de la pared abdominal del niño, fragmentarlo para liberar las mitocondrias, separarlas de otros componentes celulares en una centrifugadora y perfundirlas de nuevo al corazón enfermo.

Existe la posibilidad de que los resultados del Dr. McCully hayan sido una casualidad estadística (solo se sometió al procedimiento a diez bebés en sus experimentos), pero esto sugiere que su técnica es al menos segura. Él y sus colegas descubrieron que su procedimiento aumentó inmediatamente la producción de moléculas de señalización en los bebés, lo que detuvo la inflamación y el suicidio celular. Y, poco después, las mitocondrias perfundidas se instalaron en el músculo cardíaco dañado, restaurando su función a largo plazo.

Recargar y refrescar

El Dr. Mcully espera ahora extender este enfoque, que actualmente está siendo evaluado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA), a otros tejidos afectados por isquemia, como corazones, pulmones, riñones y extremidades de adultos. No es el único. Lance Becker, del Instituto Feinstein de Nueva York, planea probar una técnica similar en bebés prematuros. Y Melanie Walker, de la Universidad de Washington en Seattle, acaba de publicar los resultados de un experimento sobre un tipo diferente de isquemia: la que causa accidentes cerebrovasculares.

Este ensayo, publicado en noviembre de 2024, se realizó principalmente para comprobar la seguridad (en cuyo caso fue aprobado), por lo que solo se trató a cuatro participantes. Sin embargo, la Dra. Walker afirma que los primeros indicadores de eficacia fueron prometedores. Su técnica consistió en infundir mitocondrias en el lugar del coágulo sanguíneo que indujo la isquemia como parte de un procedimiento estándar para eliminar el coágulo. La intención, que espera probar en un ensayo futuro, es impedir que las neuronas afectadas por el ictus se autodestruyan.

El Dr. Walker tiene otros ensayos en marcha. Uno es para corazones de adultos. Otro busca restaurar la función de las neuronas lesionadas por traumatismos físicos en lugar de accidentes cerebrovasculares. Y un tercero es para el síndrome de Pearson, una combinación congénita de anemia y problemas pancreáticos causada no por un traumatismo, sino por la eliminación de un segmento de ADN de las mitocondrias de quienes lo padecen.

Estas mutaciones son poco frecuentes. Normalmente, las mitocondrias de la madre se transmiten intactas a su descendencia a través de sus óvulos. Sin embargo, en ocasiones, una mutación se produce espontáneamente durante la formación del óvulo, lo que significa que la descendencia resultante puede presentar síntomas que la madre no presenta. El Dr. Walker planea seleccionar pacientes con madres sanas y enriquecer células madre hematopoyéticas extraídas de los glóbulos blancos de sus madres. Las células enriquecidas se devolverán al paciente, donde, con suerte, darán lugar a células sanguíneas sanas que aliviarán la anemia.

Las afecciones congénitas relacionadas con deleciones, como el síndrome de Pearson, afectan aproximadamente a una de cada 5.000 personas. Esta cifra es lo suficientemente alta como para interesar a las empresas biotecnológicas emergentes. Minovia Therapeutics, una empresa israelí, tiene en la mira el síndrome de Pearson, junto con el síndrome de Kearn-Sayre (KSS), otra afección relacionada con deleciones, y la mielodisplasia, un tipo de anemia causada por mutaciones mitocondriales que aparecen en etapas posteriores de la vida.

Los ensayos preliminares con el método que el Dr. Walker planea adoptar han aliviado los síntomas de Pearson y el Síndrome de Krebs en niños. Un nuevo enfoque, en el que las mitocondrias se extraen de tejido placentario desechado en lugar de tejidos humanos vivos, se está probando para la mielodisplasia.

Quienes participan en estos proyectos esperan que, además de aliviar la anemia, las células madre revitalizadas también puedan transferir su carga mitocondrial a otros tejidos afectados. Esta esperanza se basa en el conocimiento de que dichas transferencias ocurren de forma natural durante la formación de las células sanguíneas.

De hecho, también ocurren durante la cicatrización de heridas, la creación de nuevos vasos sanguíneos y el fortalecimiento del músculo cardíaco. Por lo tanto, parece plausible que el cuerpo contenga una sofisticada red de transferencia de mitocondrias, hasta ahora inadvertida, en la que algunas células actúan como viveros mitocondriales, liberando sus productos al torrente sanguíneo para beneficio de las células que no pueden generar suficientes en su interior. Ciertamente, la sangre contiene una gran cantidad de mitocondrias que flotan libremente; un estudio sugirió que podrían llegar a 3,7 m por mililitro.

Mientras tanto, en una etapa de desarrollo más temprana que los ensayos en humanos, se encuentran diversos experimentos prometedores con cultivos celulares y animales de laboratorio. Aybuke Celik, colega del Dr. McCully en Harvard, investiga el efecto de las mitocondrias trasplantadas en células de cáncer de próstata y ovario. Ha descubierto que reducen la cantidad de quimioterapia necesaria para que dichas células se autodestruyan.

Por el contrario, un equipo de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China, utilizó ratas para demostrar que las mitocondrias trasplantadas impiden que las neuronas dañadas presionen el botón de autodestrucción, una observación que algún día podría ayudar a las personas con lesiones en la columna a evitar la parálisis.

Anhelo de longevidad

Sin embargo, uno de los hallazgos más intrigantes es que, al menos en cultivos de laboratorio, las mitocondrias trasplantadas rejuvenecen la bioquímica de las células huésped envejecidas. Dada la cantidad de mitocondrias libres en la sangre, esto podría explicar la sorprendente observación de que la transfusión de plasma sanguíneo de animales jóvenes a animales viejos parece otorgarles una nueva vida.

Esta observación ha entusiasmado desde hace tiempo a quienes buscan prolongar la “esperanza de vida” humana para equipararla con la mayor longevidad que se disfruta actualmente en los países ricos. Pero la búsqueda del elixir se ha centrado hasta ahora en la carga molecular del plasma. Quizás no sean las moléculas, sino las mitocondrias, lo que los aspirantes a “Matusalen” deberían considerar.

Fuente: The Economist