¿Pueden los cambios en las vías de energía del cerebro causar depresión?

Una nueva investigación ha identificado mutaciones en el código de ADN que pueden afectar el metabolismo energético. También encontró un vínculo con el trastorno depresivo mayor.

¿Podrían las mutaciones en las mitocondrias causar depresión?

La Organización Mundial de la Salud (OMS) describe la depresión como "la principal causa de discapacidad en todo el mundo".

Afecta a más de 300 millones de personas en todo el mundo.

Los expertos creen que muchos factores contribuyen al trastorno depresivo mayor (TDM).

Estos incluyen la genética, los factores ambientales, incluido el abuso, la fisiología del cerebro y el sistema inmunológico.

Una teoría es que las alteraciones en el metabolismo energético en el cerebro pueden contribuir a que una persona desarrolle TDM.

Conceptualmente, esto es relativamente fácil de seguir. El cerebro tiene un requerimiento de energía mucho mayor que otros órganos. Cualquier perturbación de este sistema finamente ajustado puede tener consecuencias drásticas.

Noticias médicas hoy informó recientemente sobre un estudio en el que los investigadores eliminaron el gen Sirt1 en neuronas excitadoras del prosencéfalo en ratones machos. El resultado fue una marcada reducción en la cantidad de mitocondrias en estas células, acompañada de síntomas parecidos a los de la depresión.

Las mitocondrias, las llamadas centrales eléctricas de la célula, son compartimentos especializados que convierten los alimentos que ingerimos en la energía química que necesitan nuestras células para funcionar. Cada célula tiene muchas mitocondrias para asegurar un suministro fluido de energía.

Si reducimos su número o interrumpimos las intrincadas vías metabólicas, las células pueden morir debido a la falta de energía.

En un artículo publicado recientemente en la revista Investigación de ácidos nucleicos, los científicos utilizaron herramientas bioinformáticas para identificar grandes mutaciones en el código genético de las mitocondrias. Encontraron una firma molecular significativa de estos en un subconjunto de muestras de cerebro con TDM.

Identificación de casi 4.500 mutaciones

Los genes dentro de las mitocondrias y algunos dentro del núcleo de la célula son responsables de mantener en funcionamiento las centrales eléctricas. Las mutaciones en estas ubicaciones genéticas pueden causar enfermedades mitocondriales. Una persona puede heredar estas mutaciones, pero también pueden acumularse durante su vida.

Los científicos saben que las deleciones, un tipo de mutación del ADN en el que falta una gran parte del código genético, provocan una serie de enfermedades mitocondriales.

La autora principal del estudio, Brooke E. Hjelm, profesora asistente de genómica traslacional clínica en la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, explicó a MNT que los investigadores ya habían identificado alrededor de 800 deleciones de este tipo en el genoma mitocondrial.

"Entonces", dijo, "lo que hice fue explotar una herramienta que ya está disponible para la comunidad de investigación llamada MapSplice y desarrollé un proceso para que pudiera usarse para detectar y cuantificar las deleciones mitocondriales".

Este proyecto se concretó en el laboratorio del Dr. Marquis Vawter, en el Departamento de Psiquiatría y Comportamiento Humano de la Universidad de California, Irvine, donde la Dra. Hjelm completó su formación postdoctoral en genética psiquiátrica.

El Dr. Vawter y su laboratorio han estado estudiando deleciones en el ADN mitocondrial durante varios años, específicamente observando el tejido cerebral de personas con problemas de salud mental.

Si bien Hjelm confiaba en que su herramienta de análisis le permitiría identificar muchas eliminaciones en sus muestras, se sorprendió al encontrar tantas.

En las 93 muestras humanas, que provenían de 41 personas fallecidas, incluidas en el estudio, descubrió casi 4.500 deleciones.

Sin embargo, no todas estas mutaciones necesariamente causan enfermedad. Si una mutación solo ocurre en algunas de las mitocondrias en la célula de una persona, el resto de las potencias pueden tomar el relevo. Sin embargo, si alcanza un cierto umbral, es posible que la celda no pueda seguir funcionando normalmente.

“Una cosa que encontré particularmente interesante fue que muchas de las deleciones que detecté (especialmente aquellas identificadas en muchas muestras) se habían identificado previamente en [aquellos] con enfermedades mitocondriales”, explicó Hjelm.

“Lo que esto significa”, continuó, “es que hay deleciones que anteriormente solo se habían visto en una o unas pocas [personas] con una enfermedad mitocondrial diagnosticada, lo que sugiere que son raras, cuando en realidad estas deleciones probablemente ocurren en todos nosotros. , simplemente no están presentes en una tasa lo suficientemente alta como para causar enfermedades ".

Un subconjunto de muestras de MDD tiene eliminaciones

Habiendo desarrollado la nueva herramienta bioinformática, Hjelm y sus colegas se propusieron responder la siguiente pregunta: ¿Las personas con afecciones psiquiátricas diagnosticadas tienen evidencia de disfunción mitocondrial en sus cerebros?

De las 41 personas incluidas en el estudio, nueve tenían un diagnóstico de TDM.

Hjelm encontró una gran cantidad de deleciones de "alto impacto", como las llama en el artículo del estudio, en el tejido cerebral de dos de los individuos con TDM.

“Lo que estamos viendo en nuestros datos es que un subconjunto de [personas] con TDM tiene una gran deleción mitocondrial en su cerebro […]”.

Brooke E. Hjelm

¿Cómo pueden las deleciones causar depresión exactamente?

Según Hjelm, “el principio básico sería que las células cerebrales (neuronas) requieren energía para funcionar y comunicarse entre sí de manera adecuada, y debido a que estas células no obtienen energía de suficientes mitocondrias sanas, no pueden transmitir mensajes de una región a otra o responder a los estímulos externos de la manera que deberían ".

También compartió algunas de las preguntas que quedan, que incluyen obtener una mejor comprensión de "qué regiones del cerebro son susceptibles a esto y [...] qué proporción de [personas] con depresión tienen este problema mitocondrial en particular".

Determinar quién porta deleciones en su genoma mitocondrial será un obstáculo importante que el equipo deberá superar. Como la extracción de tejido cerebral para el diagnóstico no es práctica, Hjelm indicó que se requerirían nuevas técnicas de imágenes cerebrales o pruebas de biomarcadores.

En última instancia, Hjelm espera que esto permita a los profesionales de la salud utilizar un enfoque de medicina personalizada y tratamientos personalizados que tengan más probabilidades de abordar las causas moleculares subyacentes del TDM en estas personas.

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