El ADN es el manual de instrucciones de nuestro cuerpo. Contiene toda la información que nuestras células necesitan para crear proteínas y otras moléculas vitales para nuestro desarrollo, crecimiento y supervivencia.

Heredamos dos tipos diferentes de ADN de nuestros padres: nuclear y mitocondrial (mtDNA). El ADN nuclear es una mezcla igualitaria de ambos padres. El ADN mitocondrial solo lo heredamos de nuestras madres. Lleva componentes esenciales que necesita nuestra mitocondria para producir energía.

Las mitocondrias son las baterías o los motores de nuestras células. Por consiguiente, los cambios genéticos (o variantes) en la secuencia de mtDNA pueden afectar a la producción de energía en nuestras células.

Las variantes genéticas ocurren naturalmente. Muchas son inofensivas. Cuando estas variantes son nocivas, pueden reducir la cantidad de energía producida en nuestras células. La pérdida de energía puede hacer que nuestras células que son especialmente dependientes de la energía (como las células cerebrales o del corazón) no funcionen muy bien o incluso mueran. Esto, en cambio, podría llevar a la aparición de enfermedades como el alzhéimer o el párkinson.

El párkinson es una enfermedad incurable que afecta a las células nerviosas en el cerebro. Estas células requieren mucha energía. Normalmente producen un químico llamado dopamina, que ayuda a regular nuestros movimientos y respuestas emocionales. En individuos con párkinson, estas células nerviosas mueren y no se produce suficiente dopamina en el cerebro. Como resultado, la gente con párkinson desarrolla síntomas que afectan a sus movimientos físicos (temblores en reposo, pérdida de equilibrio) además de cambios de humor y emociones (depresión).

Nuestra comprensión de la enfermedad de Parkinson está lejos de ser completa, especialmente en sociedades diversas como en Sudáfrica. Pero los investigadores ahora creen que, en muchos casos, el párkinson está causado por una interacción compleja entre la genética (variantes genéticas) y factores medioambientales (por ejemplo, exposición a toxinas medioambientales). Estos factores probablemente interfieren con el sano funcionamiento de las neuronas que producen la dopamina en el cerebro.

Identificar variantes genéticas potenciales que favorecen el riesgo de párkinson es clave para entender mejor la enfermedad. También podría ayudar a desarrollar tratamientos mejores y más específicos que sean efectivos tanto en poblaciones locales como en las mejor estudiadas poblaciones europeas o asiáticas.

Nuestro equipo de investigación tiene como objetivo destapar los factores genéticos que contribuyen a la enfermedad de Parkinson en la diversa población local de Sudáfrica. Previas investigaciones han descubierto que los factores genéticos de riesgo probablemente difieren entre poblaciones.

Evolución humana

A lo largo de la evolución humana, las variaciones genéticas han sido transmitidas de una generación a la siguiente, junto con las nuevas de cada generación. Esto ha permitido que nuestro mtDNA acumule muchas variantes genéticas. La acumulación de dichas variantes genéticas en los linajes maternos ha llevado a la formación de los denominados haplogrupos (denotados por letras) o ancestros genéticos maternos. La gente que pertenece al mismo haplogrupo comparte un conjunto común de variantes de mtDNA.

Evidencia reciente del estudio de la Neuropatía Óptica Hereditaria de Leber (LHON), una enfermedad que afecta al mtDNA que resulta en pérdida de visión, sugiere que las variantes comunes, pero inofensivas, pueden ser dañinas si se dan “fuera de lugar” en un contexto de haplogrupos poco común.

En un estudio reciente, mis compañeros y yo planteamos como hipótesis que la disfunción mitocondrial, resultante de la “incompatibilidad” de variantes comunes de haplogrupos, también podría jugar un papel en predisponer a la gente a enfermedades más comunes y complejas como el párkinson.

Ascendencia africana

Se ha demostrado previamente que las variantes comunes de mtDNA que se dan “fuera de lugar” causan disfunción mitocondrial. Y la disfunción mitocondrial ha estado implicada repetidamente en la enfermedad de Parkinson. Basado en este conocimiento, nuestro equipo de investigación se pone en marcha para investigar si estas variantes “fuera de lugar” podrían contribuir al riesgo de párkinson en nuestra población local africana.

Nuestro estudio es el primero en investigar el mtDNA en los individuos de ascendencia africana que vivían con la enfermedad de Parkinson. Es también el primero en explorar el papel de las variantes mtDNA que están “fuera de lugar” en el riesgo de párkinson.

Para investigar esto, hemos secuenciado el mtDNA entero de individuos con párkinson y de voluntarios sanos sin párkinson.

En total, teníamos dos grupos de gente con enfermedad de Parkinson: un grupo de casos de ascendencia africana y otro grupo de casos de ascendencia europea. Además, teníamos tres grupos de voluntarios sanos: dos de ascendencia africana y uno de ascendencia europea.

Los descubrimientos

Encontramos un número significantemente mayor de personas con ascendencia africana con párkinson llevando variantes “fuera de lugar” comparado con los voluntarios sanos de uno de los dos grupos de control africanos.

Sin embargo, no observamos esta diferencia significativa cuando comparamos los casos de párkinson africanos con el segundo grupo de control africano. Tampoco captamos esta diferencia cuando comparamos los casos de los antecedentes europeos con párkinson con los voluntarios europeos.

Los resultados dispares significan que no podemos decir con seguridad que las variaciones “fuera de lugar” pueden ser un factor de riesgo genético para el párkinson en la población ancestral local africana, pero no en la población europea. Serían necesarios más estudios que repliquen nuestros descubrimientos para confirmar esto.

Consecuencias

Aunque no podíamos replicar nuestros descubrimientos a través de todos nuestros grupos de estudio, nuestro descubrimiento más significativo extiende el posible papel de las variantes “fuera de lugar” de la enfermedad, desde la enfermedad mitocondrial relacionada con mtDNA hasta el párkinson.

Especulamos que las variantes “fuera de lugar” podrían causar sutiles cambios en la producción de energía de las células. Esto, junto con los factores de riesgo adicionales del párkinson (por ejemplo, las variantes genéticas en el ADN nuclear o la exposición a toxinas medioambientales), podrían contribuir a la disfunción mitocondrial que finalmente lleva a la aparición de la enfermedad.

Estas variantes “fuera de lugar” se consideran comunes y se piensa que son menos nocivas que las variantes raras. Sin embargo, nuestro trabajo en conjunto con otros, resalta la importancia de considerar las variantes mtDNA “fuera de lugar” en la enfermedad, ya que pueden tener el potencial para causar daños cuando se sacan de contexto.

Para tratar efectivamente y curar finalmente enfermedades complejas como el párkinson, primero necesitamos identificar todas sus causas. Estudios adicionales que confirman las variaciones “fuera de lugar” como otro contribuyente potencial genético para la enfermedad nos acercan un poco más a unir las piezas del complejo puzle que es el párkinson.

Este artículo ha sido redactado por Amica Müller-Nedebock, de la Universidad de Stellenbosch, y publicado originalmente en inglés por The Conversation el 22 de marzo de 2023.

Se ha traducido al español con la colaboración de Casa África. Traducción: Daniela Santana Hernández.