Las enfermedades mitocondriales, que afectan principalmente la producción de energía en las células, son un grupo diverso de enfermedades raras, poco frecuentes, que pueden causar una amplia gama de síntomas y afectar varios órganos del cuerpo. Se estima que existen alrededor de 300 enfermedades mitocondriales diferentes, cada una de ellas con sus particularidades.

Debido a su complejidad y la variabilidad de sus síntomas, suponen un gran desafío tanto para la comunidad médica y científica como para los enfermos y sus familias, por lo que su investigación es crucial para avanzar en su conocimiento y desarrollar mejores diagnósticos y tratamientos.

En esta línea, un grupo de investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) dirigido por el catedrático de Biología Celular de la Universidad Pablo de Olavide Carlos Santos Ocaña, lidera un estudio que abre la vía a identificar marcadores para el diagnóstico, la gravedad y pronóstico de la enfermedad, posibilitando además cierta personalización en terapias aplicables a cada paciente.

Deficiencia de Coenzima Q₁₀, síntomas heterogéneos y distintos niveles de gravedad

El trabajo liderado por el equipo científico del CABD cierra el diagnóstico, clínico y molecular, de tres pacientes pediátricos que mostraban una enfermedad mitocondrial: en los tres casos la patología se produce por la presencia de variantes patológicas del gen COQ7, que codifica una proteína que participa de la síntesis de Coenzima Q_10. Esta molécula es esencial para para el correcto funcionamiento de las células y la salud en general; su papel en la producción de energía, la protección antioxidante, y el apoyo a la salud cardiovascular y muscular la hace crucial para el bienestar humano.

Además de cerrar el diagnóstico con pruebas funcionales, el equipo de investigación realizó estudios adicionales para intentar explicar la heterogeneidad de los síntomas mostrados por los pacientes, a pesar de compartir variantes del mismo gen y a pesar de mostrar de forma común una deficiencia de CoQ₁₀.

Como explica el investigador Carlos Santos “hemos diagnosticado definitivamente a tres pacientes que mostraban una enfermedad mitocondrial con deficiencia de Coenzima Q₁₀ originada por diferentes variantes (mutaciones) del gen COQ7. Aunque los tres pacientes comparten dicha deficiencia, realmente sus síntomas son muy heterogéneos, al igual que la gravedad de la enfermedad, que va desde un caso muy grave con fallecimiento temprano del paciente a un caso mucho más leve que mejoró con un tratamiento con CoQ₁₀”.

La investigación demuestra cómo las variantes del gen COQ7 producen cambios estructurales en la proteína COQ7, cambios que a su vez alteran la función de dicha proteína. Ello puede ser evidente, pero lo más importante es que, dependiendo de dónde se produzca el cambio estructural, los efectos de la alteración pueden ser muy diferentes. “Imaginemos un ataque de termitas a un edificio de madera. Aunque el ataque sea de la misma magnitud, si afecta a los cimientos, el edificio puede derrumbarse, mientras que si se afecta a la barandilla del ático la solución es simplemente cambiar dicha barandilla”, explica en investigador del CABD.

El estudio ha permitido demostrar así que los cambios estructurales generados por cada variante identificada en los pacientes alteran la función de la proteína COQ7 de manera específica, y que la combinación de estas variantes, lo que se determina contexto genético del paciente, explica no sólo la gravedad de la enfermedad sino también efecto tan variable que muestra la terapia disponible para el tratamiento de la deficiencia de CoQ₁₀.

Nuevas variantes genéticas: diagnósticos más precisos y tratamientos personalizados

Además de favorecer la comprensión y ampliar el conocimiento sobre la heterogeneidad propia de las enfermedades mitocondriales, esta investigación es relevante porque añade tres nuevas variantes patológicas del gen COQ7 como causa de la deficiencia de CoQ₁₀, lo que facilita el diagnóstico molecular de nuevos casos, facilita el consejo genético a las familias y, finalmente, permite el acceso de los pacientes a terapias específicas y a nuevos estudios clínicos.

“Este tipo de estudios son un pequeño paso hacia una medicina personalizada. Conocer cómo afecta la variante detectada en el paciente nos permitirá predecir la progresión de la enfermedad y también determinar las mejores terapias para cada caso”, afirma Carlos Santos, quien añade que “cada conocimiento acumulado en el estudio de las enfermedades mitocondriales favorecerá el trabajo de los clínicos para acelerar el diagnóstico y facilitar el acceso a una posible terapia”.

La investigación, publicada en Journal of Inherited Metabolic Disease, ha contado con la participación de los hospitales Sant Joan de Déu, Vall d’Hebron, Santiago de Compostela y La Fe de Valencia, y de varios equipos del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), coordinados desde el grupo del CABD ‘Regulación de la síntesis de coenzima Q y sus implicaciones en la salud mitocondrial’, dirigido por el catedrático de Biología Celular de la Universidad Pablo de Olavide Carlos Santos Ocaña.

Referencia:

Fabra MA, Paredes-Fuentes AJ, Torralba Carnerero M, et al. New variants expand the neurological phenotype of COQ7 deficiency. J Inherit Metab Dis. 2024; 1-22. https://doi.org/10.1002/jimd.12776