Mutaciones del ADN mitocondrial derivadas de factores de estrés renal podrían predecir deterioro del órgano

Las enfermedades renales son alarmantemente comunes: la enfermedad renal crónica (ERC) afecta a más de uno de cada siete adultos en Estados Unidos, mientras que cerca del 20 % de los adultos hospitalizados reciben un diagnóstico de lesión renal aguda (LRA). Según los investigadores, esta vulnerabilidad se debe a la exigente función de los riñones: filtrar la sangre continuamente y mantener su equilibrio químico, a la vez que están expuestos a altos niveles de electrolitos, toxinas y medicamentos como las terapias contra el cáncer. Debido a que las células renales tienen una larga vida útil y una capacidad regenerativa limitada, los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el desgaste erosiona gradualmente su función. Lo que no estaba claro era cómo se acumula este daño. Ahora, los investigadores han descubierto que las mutaciones del ADN mitocondrial inducidas por el estrés persisten en las células renales incluso después de una aparente recuperación, lo que reduce su resiliencia y ofrece nuevos conocimientos sobre la enfermedad renal crónica y el envejecimiento.

Un nuevo estudio del Centro Médico UT Southwestern (Dallas, TX, EUA) ha descubierto que la lesión renal inducida por el estrés, incluso cuando parece sanar, deja mutaciones genéticas permanentes en las mitocondrias, las estructuras celulares productoras de energía. Los hallazgos, publicados en Science, revelan cómo el daño microscópico al ADN mitocondrial puede impulsar tanto la progresión de la enfermedad renal como el deterioro general relacionado con el envejecimiento.

En experimentos con modelos animales, los investigadores expusieron células renales a factores de estrés comunes, como la restricción del flujo sanguíneo y sustancias químicas tóxicas. Descubrieron que estos eventos provocaron un aumento repentino de mutaciones en el ADN mitocondrial que persistieron mucho después de la curación visible. Se observó un daño genético similar en células renales expuestas a estrés oxidativo y en biopsias de pacientes con enfermedad renal crónica (ERC), lo que confirma que estas mutaciones representan una característica universal del estrés fisiológico.

Para comprobar la causalidad, el equipo utilizó ingeniería genética para introducir mutaciones mitocondriales similares en células renales sanas. Estas células modificadas produjeron significativamente menos ATP, la molécula que impulsa las funciones celulares, y fueron más vulnerables al estrés futuro, mostrando un deterioro más rápido de su rendimiento con el tiempo. Esto vinculó directamente las mutaciones del ADN mitocondrial con una menor resistencia renal.

El estudio también analizó el ADN mitocondrial de pacientes con ERC del Biobanco del Reino Unido, una base de datos con información genética y de salud de más de medio millón de participantes. Los individuos con mutaciones mitocondriales más extensas presentaban una peor función renal, e incluso aquellos con riñones relativamente sanos mostraron que la carga mutacional predecía un deterioro futuro y un mayor riesgo de IRA. Los resultados sugieren que las mutaciones mitocondriales podrían servir como biomarcador del estrés acumulado y como predictor del deterioro renal.

Además de la enfermedad renal, estos hallazgos podrían explicar aspectos del envejecimiento en otros tejidos longevos y de alto consumo energético, como el cerebro, el corazón y los músculos. Al igual que las células renales, estos tejidos dependen de las mitocondrias para soportar cargas de trabajo intensas, pero tienen una capacidad regenerativa limitada, lo que los hace vulnerables al daño mitocondrial a lo largo de la vida.

"Puede que hayamos descubierto una nueva forma de cuantificar el desgaste que, de forma acumulativa, deteriora la salud de las células longevas", afirmó el Dr. Samir Parikh, autor principal del estudio. "Si futuras investigaciones demuestran daños similares en el ADN mitocondrial de otros tejidos, las estrategias para restaurar o reemplazar las mitocondrias dañadas podrían, en un futuro, prolongar tanto la esperanza de vida como la calidad de vida".

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Centro Médico UT Southwestern

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