Caracterización genética y funcional de nuevas mutaciones en los genes MT-ATP6 y MT-ATP8
- Autores: Pablo Serrano Lorenzo
- Directores de la Tesis: Miguel Angel Martín Casanueva (dir. tes.), María Morán Bermejo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 137
- Tribunal Calificador de la Tesis: Julio Montoya Villaroya (presid.), Laura Formentini (secret.), M. Esther Gallardo Pérez (voc.), José Fernández Piqueras (voc.), Francisco Javier Fernández Martínez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
Las enfermedades mitocondriales son un conjunto heterogéneo de enfermedades raras causadas por mutaciones en genes (>350) que codifican proteínas involucradas en la estructura, biogénesis y mantenimiento de los complejos del sistema OXPHOS. Las deficiencias del complejo V (CV) son unas de las menos frecuentes y aún no se conocen completamente sus mecanismos fisiopatológicos. El objeto de esta tesis fue profundizar en el conocimiento clínico y genético de los defectos de CV, así como en los efectos moleculares y celulares provocados por mutaciones en los dos genes del CV, MT-ATP6 y MT-ATP8, localizados en el ADN mitocondrial (mtDNA).
Se estudió una cohorte de 67 pacientes con mutaciones en los genes MT-ATP6 y MT-ATP8, en la que se identificaron 13 mutaciones distintas, siendo las mutaciones más frecuentes la m.8993T>G y la m.9176T>C en el gen MT-ATP6, que se encontraron en 42 individuos (63%). El análisis de la relación genotipo-fenotipo mostró dos hallazgos relevantes para el contexto clínico y genético-molecular: i) la mutación m.9176T>C presentó un menor efecto patogénico que otras variantes patogénicas descritas en el gen MT-ATP6, debido a que se encontró en mayor proporción en individuos asintomáticos que en pacientes sintomáticos; además, el nivel medio de heteroplasmia en el grupo de asintomáticos fue el más elevado respecto al resto de las variantes identificadas, y ii) se identificaron nuevos fenotipos clínicos asociados a mutaciones en el gen MT-ATP8.
Por otra parte, se desarrollaron modelos celulares de cíbridos transmitocondriales derivados de pacientes con el fin de caracterizar las consecuencias funcionales y estructurales sobre el CV inducidas por una selección de mutaciones en los genes MT-ATP6 y MT-ATP8, previamente identificadas en la cohorte del objetivo anterior. En el estudio de mutaciones en el gen MT-ATP8 se analizaron los efectos sobre la función, estructura, ensamblaje y oligomerización del CV de dos mutaciones, una nonsense (m.8391G>A; p.Trp9Ter) y otra de tipo missense (m.8424T>C; p.Leu20Pro) en este gen. Se observó una menor actividad enzimática ATPasa del CV, una menor estabilidad del monómero de CV provocada por una desestabilización de los componentes del tallo periférico, y una menor capacidad de formación de dímeros y otros oligómeros superiores del CV. La comparación de estos dos modelos celulares mostró que la presencia de la subunidad codificada por el gen MT-ATP8 en el CV, aunque esté alterada estructuralmente por la presencia de una mutación, es capaz de estabilizar el tallo periférico en el monómero y confirmó la implicación de esta subunidad en la formación o estabilización de sus oligómeros. En el estudio de mutaciones en el gen MT-ATP6 se evaluó la contribución fenotípica de la mutación frecuente m.9176T>C, utilizando para ello un portador de dos variantes, m.9176T>C y m.8959G>A y otro portador de la variante m.9176T>C aislada en el gen MT-ATP6. Los resultados de los parámetros de función mitocondrial analizados mostraron que la variante m.9176T>C no parece tener un marcado impacto funcional y estructural sobre el CV, un hallazgo consistente con la menor capacidad patogénica de esta mutación observada en el estudio de la cohorte de pacientes.
