El mayor atlas de mitocondrias reúne 8.619 proteínas de seis organismos y recorre buena parte del árbol de la vida. Detrás está un consorcio internacional que dirige Vamsi Mootha, del Instituto Médico Howard Hughes, en Boston.
Los resultados se reparten en nueve artículos publicados el pasado 1 de octubre en Cell, Molecular Cell, Current Biology, y otras revistas del grupo Cell Press. La revista Nature recoge ahora el conjunto, aunque los datos primarios están en esas cabeceras. Entre el catálogo asoman decenas de proteínas que no existen en el ser humano pero sí en parásitos unicelulares, algunos de ellos responsables de la malaria o de la enfermedad del sueño.
Ahí está la clave. Un fármaco capaz de bloquear una proteína que el parásito necesita y el huésped no tiene es, en teoría, un fármaco que golpea al invasor sin dañar al paciente. El propio Mootha se refiere a estas moléculas como dianas terapéuticas ideales.
Un censo de 8.619 proteínas repartidas por el árbol eucariota
El proyecto ha analizado el proteoma mitocondrial de cinco parásitos unicelulares y una planta, ramas evolutivas que apenas habían pasado por el laboratorio. Sumando esos datos a los ya conocidos de humanos y levaduras, el equipo reunió 8.619 proteínas mitocondriales y las ordenó en 3.199 familias. Nunca antes se había cartografiado un componente celular en ramas tan alejadas.
Casi la mitad de esas familias, el 43%, no aparecía en Pfam, el gran censo público de familias de proteínas. Y hay un dato que interesa directamente a la medicina: 33 familias están conservadas en patógenos eucariotas y no tienen equivalente humano. Cada una de ellas es una puerta abierta a un tratamiento selectivo, capaz de atacar al parásito sin tocar las células del enfermo.
La escala invita a comparar. Hasta ahora, el atlas de la mitocondria se había construido mirando el jardín de casa: nuestras propias células y las levaduras de laboratorio. Es como estudiar la fauna de un continente entero con las notas de un solo patio.
Ningún censo anterior había retratado un orgánulo tan diverso como el que dibuja este atlas.
Cómo se caza un orgánulo que vive sin oxígeno
Uno de los organismos del atlas es Giardia lamblia, un parásito intestinal que infecta cada año a unos 280 millones de personas —casi seis veces la población de España— y provoca diarrea. Sus mitocondrias son versiones mínimas y escurridizas, adaptadas a un entorno donde no hay oxígeno: el intestino de otro organismo.
En Giardia el equipo identificó 59 proteínas mitocondriales: 32 ya conocidas y 27 nuevas. Lo llamativo es que la función de 34 de ellas sigue siendo un misterio. Para Pavel Doležal, biólogo celular de la Universidad Carolina de Praga, ese hueco apunta a rutas metabólicas que nadie había descrito y que pasaron desapercibidas durante décadas.
Ese es el tipo de hallazgo que un atlas de estas dimensiones hace posible. Cuando solo se mira la mitocondria humana, las piezas raras se confunden con ruido de laboratorio. Al colocarlas junto a las de un parásito que vive sin oxígeno, empiezan a dibujar una ruta. En Giardia, además, el orgánulo está reducido a su mínima expresión.
Por qué el atlas reabre el debate sobre el origen de la mitocondria
La historia canónica dice que la mitocondria nació hace unos 2.000 millones de años, cuando una bacteria fue engullida por una célula arqueal y, en lugar de ser digerida, se quedó a vivir dentro pagando el alquiler en forma de energía. Es la teoría de la endosimbiosis. Faltaban todavía más de mil millones de años para que apareciera el primer animal.
Comparar proteínas de ramas tan separadas somete esa historia a una prueba de esfuerzo. Permite distinguir qué piezas proceden de la bacteria original y cuáles llegaron después desde el núcleo celular, y ha reavivado un debate que la comunidad arrastra desde hace años sobre cómo y cuándo se selló exactamente aquella alianza.
Hay algo que trasciende la mitocondria: el sesgo. Durante décadas, la biología celular ha construido sus modelos con dos organismos de laboratorio y ha dado por universales conclusiones que eran locales. Un orgánulo presente en casi todos los eucariotas merecía un censo a esta escala.
Conviene leer el resultado con prudencia. Seis organismos son una muestra pequeña para un árbol de la vida con millones de especies, y que el 43% de las familias no figure en Pfam no cierra ningún caso: solo indica que aún no están caracterizadas.
La función de buena parte de esas proteínas sigue sin conocerse, y las 33 familias compartidas por los patógenos tendrán que pasar por años de validación experimental antes de parecerse a un fármaco. Los nueve artículos sí han pasado revisión por pares, y el conjunto es lo bastante sólido como para que otros grupos construyan sobre él.
El siguiente capítulo será más lento. Consiste en asignar una función a cada proteína huérfana, una por una, hasta que el mapa deje de tener zonas en blanco. Ahí es donde un catálogo deja de ser una lista y se convierte en un instrumento.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: El mayor atlas de proteínas mitocondriales descrito hasta la fecha, con 8.619 proteínas de seis organismos agrupadas en 3.199 familias.
- Dónde: Cinco parásitos unicelulares y una planta, analizados en laboratorio por un consorcio con base en Boston (Estados Unidos).
- Institución responsable: Equipo internacional liderado por Vamsi Mootha, del Instituto Médico Howard Hughes, con nueve artículos revisados por pares.
- Cuándo: Los nueve trabajos se publicaron el pasado 1 de octubre en revistas del grupo Cell Press.
- Impacto a futuro: Identifica 33 familias de proteínas presentes en patógenos eucariotas y ausentes en humanos, candidatas a nuevas dianas terapéuticas contra enfermedades como la malaria o la enfermedad del sueño.
