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Investigación de la ataxia
de Friedreich en Caenorhabditis elegans.
Aproximación a la causa que origina la enfermedad |
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F Palau1, R
Vázquez-Manrique1,2, P González-Cabo1, H Aziz2,
S Ros1, H Baylis2 1Instituto
de Biomedicina, CSIC, Valencia. 2Department of
Zoology, La ataxia de Friedreich es una enfermedad progresiva autosómica recesiva causada por mutaciones en el gen FRDA. La mutación más frecuente es la
expansión del triplete GAA la cual previene su correcta transcripción.
Esto conduce a la reducción en los niveles de frataxina,
el producto de este gen, en las mitocondrias. El déficit de frataxina condiciona la aparición de un cuadro
neurológico y sistémico que se expresa clínicamente por una ataxia progresiva
debido a la afectación de las neuronas sensitivas del ganglio dorsal y de las
vías espinocerebelosas, neuropatía sensitiva, miocardiopatía hipertrófica y manifestaciones
endocrinológicas como la diabetes mellitus o la
intolerancia a la glucosa. La función de frataxina
es todavía como incierta. A raíz de los estudios en la levadura Saccharomyces cerevisiae,
en células de pacientes y en ratones knock-out, se ha
planteado varias hipótesis sobre la función fisiológica de la frataxina. Éstas incluyen la homeostasis del hierro en la
mitocondria, regulación de los procesos de estrés oxidativo, el ensamblaje de
los clusters Fe-S (ISC) o su participación en el proceso de la fosforilación
oxidativa (OXPHOS). Todas estas hipótesis podrían explicar la sensibilidad a
la apoptosis de las células de los pacientes. Nuestro objetivo en este trabajo es establecer un modelo
en el nematodo Caenorhabditis elegans
para el déficit de frataxina. Esto ha de
permitirnos estudiar el papel celular de la proteína y disponer de un modelo
relativamente sencillo para evaluar distintos agentes terapéuticos. Hemos
determinado el patrón de expresión del gen ortólogo frh-1 en C. elegans mediante inyección de varios constructos frh-1:GFP. frh-1 se expresa en neuronas de la
cabeza, músculos, intestino y faringe. Para emular la situación celular de
los pacientes hemos utilizado la interferencia de RNA (RNAi)
del gen frh-1, con el objeto de reducir la
concentración de la proteína FRH-1, sin disminuir completamente su presencia
en el gusano tal como ocurre en los pacientes, los cuales mantienen una
función residual de frataxina. Los gusanos de la generación F1 son más
delgados y cortos, los huevos no eclosionan (Egl o egg laying defective), muestran un bombeo faríngeo lento y
arrítmico y una disminución del programa motor de la defecación. Los estudios
fisiológicos muestran reducción de la longevidad y aumento de la sensibilidad
al estrés oxidativo inducido con paraquat. Para intentar elucidar los procesos celulares en los que
participa la frataxina, estamos investigando
interacciones de frataxina con genes directamente
involucrados en la fosforilación oxidativa mitocondrial y cuya actividad está
alterada en pacientes y mutantes de levadura. El análisis de RNAi del gen frh-1 sobre
el fondo mutante de la subunidad C del la succionato deshidrogenasa [mev-1(kn1)]
produce un sintético letal. Estos datos sugieren que frataxina
podría participar en la regulación de la fosforilación oxidativa. |
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