Anàlisi de la funció mitocondrial en trastorns del neurodesenvolupament
- Autores: Alba Valiente Palleja
- Directores de la Tesis: Lourdes Martorell Bonet (dir. tes.), Yolanda Alonso Pérez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Gloria Garrabou Tornos (presid.), Vanessa Sánchez Gistau (secret.), Itziar Montalvo Aguirrezabala (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Salud, Psicología y Psiquiatría por la Universidad de Almería y la Universidad Rovira i Virgili
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
JUSTIFICACIÓ I NECESSITATS DE LA INVESTIGACIÓ:
En aquesta última dècada s'ha produït un progrés exponencial en el coneixement de la base genètica dels trastorns psiquiàtrics. S'han identificat diferents variants genètiques localitzades en l'ADN nuclear que augmenten de forma significativa el risc de patir trastorns tan greus i prevalents com poden ser els trastorns de l'espectre autista (TEA), la discapacitat intel·lectual (DI) i l'esquizofrènia (ESQ).
Aquesta tesi doctoral ha posat el focus en un altre genoma molt menys estudiat fins ara, l'ADN mitocondrial (ADNmt). El mitocondri té un paper crucial en la vida ja que és l'orgànul que s'ocupa de produir, mitjançant la cadena respiratòria mitocondrial (CRM), la major part de l'energia que les cèl·lules de l'organisme requereixen. L'ADNmt codifica per 13 subunitats proteiques d'aquesta cadena que són essencials per al seu adequat funcionament i és per aquest motiu que alteracions genètiques en aquesta molècula repercuteixen en la generació d'energia. Degut a l'alt requeriment energètic que precisen les cèl·lules del teixit cerebral, juntament amb les musculars, són les que tenen un nombre més elevat de mitocondris, i per tant un nombre més elevat de molècules d'ADNmt. Pel mateix motiu, determinades alteracions genètiques en aquest genoma produeixen alteracions en aquests teixits ocasionant el que es coneix com malalties mitocondrials. L'ADNmt només s'hereta per via materna. El nostre grup d'investigació va observar en alguns arbres genealògics del nostre entorn un patró d'herència aparentment materna en famílies amb dos o més membres amb diagnòstic d'esquizofrènia. És precisament després d'aquesta observació d'on va néixer l'interès per estudiar la genètica mitocondrial en els trastorns mentals. Actualment la disfunció mitocondrial s'associa a una gran varietat de característiques físiques i metabòliques i també a determinats símptomes psiquiàtrics com la psicosi o la depressió. Existeixen evidències clares en la literatura científica actual de disfunció mitocondrial en el TEA, la DI i l'ESQ.
Aquest treball de tesi doctoral es centra en l'estudi de la disfunció mitocondrial en el TEA, la DI, l'ESQ. L'objectiu és conèixer si determinades alteracions mitocondrials poden tenir un paper rellevant en el seu desenvolupament a partir d'estudis clínics, genètics i metabòlics.
És per això que la hipòtesi principal del present treball és que la disfunció mitocondrial present en malalties com el TEA, la DI i l'ESQ està present en diversos teixits i òrgans i pot estar associada a alteracions en l'ADNmt.
Els objectius que proposem per contrastar aquesta hipòtesi són identificar una major presència de característiques associades a les malalties mitocondrials (CCAMMs) en pacients amb diagnòstic de TEA, DI i ESQ que en individus control. Conèixer si el número de còpies d'ADNmt en persones amb TEA, DI i ESQ difereix del que presenten les persones sense aquests diagnòstics. Analitzar la seqüència completa de l'ADNmt en pacients amb TEA, DI i ESQ i individus control per tal de cercar variants patogèniques i determinar si els nivells de lactat en sang en pacients amb diagnòstic d'ESQ difereixen dels nivells en individus control abans, durant i en finalitzar un exercici físic.
METODOLOGIA EMPRADA:
Per tal de poder contrastar les hipòtesis es van incloure persones voluntàries que pateixen els diferents trastorns estudiats i es comparar aquests individus amb persones control, també voluntàries, recollint variables com CCAMMs, contingut d'ADNmt, mutacions en l'DNmt així com nivells de lactat en sang.
En el primer treball comptàvem amb 122 adults amb DI+TEA, 115 amb DI sense TEA i 112 controls sans. De totes vam recollir les pertinents dades per emplenar el qüestionari de l'equip del Dr. Boles que recull informació i símptomes de CCAMMs. Es va realitzar una analítica sanguínia per tal de poder procedir a la posterior anàlisi genètica per qPCR per tal de seqüenciar l'ADNmt i calcular el número de còpies d'ADNmt. Les seqüències obtingudes van ser analitzades amb MToolBox per tal de poder prioritzar les variants d'interès clínic d'acord amb els resultats previs existents i a través d'un sistema de puntuació també previ.
En el segon treball es van incloure 57 persones amb ESQ i 33 controls sans. Es va administrar el mateix qüestionari per a recollir CCAMMS i es va realitzar una analítica sanguínia per a obtenir el número de còpies d'ADNmt i la seqüenciació d'ADNmt a partir de qPCR. Una part dels participants es van sotmetre a un prova d’exercici aeròbic i mentrestant a cinc determinacions de lactat sanguini (basal, als 5 min., als 10 min., als 15min i 15 min. després de descansar).
En el tercer treball vam comptar amb 164 persones amb ESQ i 156 persones control a qui se'ls va aplicar el qüestionari de CCAMMs.
En l'últim es va estudiar una família formada per una dona amb ESQ, la seva mare i la seva germana. Es va analitzar la quantitat d'ADNmt així com la seqüencia, també per qPCR, de cèl·lules sanguínies. També es va estudiar l'activitat de la cadena respiratòria mitocondrial i es va realitzar la prova d'exercici aeròbic i les corresponents mesures de nivells de lactat en sang (basal, als 5 min., als 10 min., als 15min i 15 min. després de descansar).
Després d'efectuar les corresponents anàlisis estadístiques amb els programes SPSS i R Core Team es va procedir a analitzar els resultats.
CONCLUSIONS:
Les conclusions més rellevants d'aquesta tesi són que les persones amb TEA i DI, les persones amb DI i les persones amb ESQ presenten major freqüència de CCAMMs, menor contingut d'ADNmt i un conjunt de mutacions probablement patogèniques en l'ADNmt.
Els nivells de lactat en sang durant la realització d'exercici físic són més elevats en pacients amb ESQ i en les persones amb SFC de la família estudiada que en controls. Aquestes persones amb SFC de la família estudiada presenten menys contingut d'ADNmt i una activitat enzimàtica mitocondrial alterada.
Els nivells de lactat en sang durant la realització d'exercici físic són més elevats en les persones que son portadores d'una mutació probablement patogènica en l'ADNmt, que en les persones no portadores de cap mutació, independentment del diagnòstic.
Aquest treball de tesi doctoral suggereix que el mitocondri pot tenir un paper clau en l'etiopatogènia d'algunes malalties psiquiàtriques, concretament en el TEA, la DI i l'ESQ.
