Identificación y caracterización de nuevas proteínas reguladoras de la función OXPHOS: El grupo está utilizando diferentes estrategias experimentales para identificar nuevos genes que codifican factores implicados en regular la función OXPHOS. Ello les ha permitido caracterizar recientemente dos nuevas proteínas implicadas en traducción (GatCAB) y ensamblaje del complejo IV (hCOA3), e identificar una docena de proteínas mitocondriales de función desconocida que se están caracterizando funcionalmente. Los genes identificados son posteriormente analizados en colaboración con diferentes grupos clínicos para estudiar su posible defecto en pacientes con diagnóstico de enfermedad mitocondrial y causa genética desconocida. En este sentido, acabamos de publicar la primera descripción de uuna enfermedad mitocondrial provocada por mutaciones en los genes gatCAB.
Generación de células pluripotentes inducidas (iPS) portadoras de mutaciones en genes estructurales y reguladores de la función OXPHOS: El grupo está interesado en la generación de iPS a partir de fibroblastos obtenidos de pacientes con EM y el estudio de las consecuencias fenotípicas de dichas mutaciones en diferentes tipos celulares. Poder estudiar el fenotipo bioquímico y molecular que provocan en el tipo celular diana de la enfermedad sería muy relevante para el estudio de la fisiopatología de los defectos OXPHOS. También están interesados en estudiar el papel que desempeña la mitocondria en el proceso de reprogramación y si existe un control de calidad del DNA mitocondrial (mtDNA) en la reprogramación de fibroblastos a células iPS que seleccione moléculas de mtDNA funcionales. Con las líneas iPS generadas se evaluarán distintas estrategias como aproximación a una posible terapia, por un lado de las EM producidas por mutaciones en el mtDNA y por otro de las EM con alteraciones en genes nucleares.
Caracterización de la fisiopatología mitocondrial en músculo cardiaco: El grupo ha identificado nuevas mutaciones en el mtDNA y ha demostrado que existe una relación entre los haplogrupos del mtDNA y la insuficiencia cardiaca y la vasculopatía del injerto. Adicionalmente, diversas evidencias experimentales sugieren que una disfunción en la biogénesis mitocondrial constituye uno de los mecanismos etiopatogénicos involucrados en el inicio y progresión de la insuficiencia cardíaca.
Análisis en cíbridos transmitocondriales de mutaciones en el genoma mitocondrial asociadas a fenotipo de LHON o de sordera neurosensorial: El objetivo es caracterizar el efecto de las mutaciones individuales en la función mitocondrial. En este sentido, el grupo ha generado una colección de cíbridos transmitocondriales con una amplia variedad de fondos genéticos (fondo nuclear común y mtDNA portador de mutaciones primarias de LHON y Sordera Neurosensorial) pertenecientes a diferentes halogrupos, que podrá ser utilizada en el futuro en estudios farmacogenéticos.
Caracterización molecular de EM causadas por defectos de comunicación intergenómica: El grupo ha generado una plataforma semiautomatizada para el diagnóstico de estas enfermedades y en particular para la identificación de mutaciones en el gen POLG. Ello les está permitiendo identificar y caracterizar funcionalmente nuevas mutaciones implicadas en defectos de comunicación intergenómica.
Drosophila melanogaster como modelo animal de enfermedades mitocondriales: En el laboratorio se ha utilizado Drosophila melanogaster para desarrollar diferentes modelos de EM asociados a defectos en la replicación del mtDNA, mediante la expresión de mutaciones en los genes PolG y Twinkle. En el caso del gen Twinkle han podido caracterizar el defecto provocado por mutaciones identificadas en pacientes que padecen Oftalmoplegía Progresiva Externa (PEO). Adicionalmente, han generado modelos de defectos de transcripción mitocondrial mediante interferencia del gen TFMB2. Ello les permitirá en el futuro utilizar estrategias genéticas y farmacológicas que permitan disminuir o revertir el impacto de la disfunción mitocondrial que podrían ser relevante para el tratamiento de las EM.
