¿ES POSIBLE HEREDAR ADN MITOCONDRIAL PATERNO?

Un estudio publicado por la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) describe cómo médicos del Hospital Infantil de Cincinnati en Ohio, Estados Unidos, hallaron en un niño de cuatro años ADN mitocondrial heredado por vía paterna, algo que hasta ahora parecía imposible. Cuando los padres llevaron a su hijo al hospital preocupados por su fatiga y debilidad muscular no se esperaban que su caso fuera a abrir una nueva investigación científica que cambiaría los libros de texto, pero eso fue exactamente lo que ocurrió.

Hasta ahora, la transmisión de ADN mitocondrial por parte del padre solo se había observado, de forma excepcional, en un grupo muy reducido de animales que incluye a ovejas, ratones y moscas del vinagre. El reciente descubrimiento en personas desmonta las concepciones actuales de genética mitocondrial y tiene implicaciones en el estudio de la evolución humana y en el diagnóstico y tratamiento de ciertas enfermedades. En el análisis, los médicos observaron el mismo fenómeno en nueve familiares del chico, y además en otras siete personas ajenas a la familia.

El pediatra y genetista Taosheng Huang, autor principal del estudio, inicialmente sospechaba que el pequeño podría tener algún tipo de enfermedad mitocondrial.

Las mitocondrias, orgánulos encargados de hacer la respiración celular y aportar así energía a la célula, contienen su propio ADN, diferente al que se guarda en el núcleo celular. Algunas mutaciones en los 37 genes mitocondriales, heredados en casi todos los animales exclusivamente por vía materna, producen enfermedades raras. Gracias a la secuenciación de su genoma (proceso de laboratorio que determina la secuencia completa de ADN del genoma de un organismo en un proceso único), los médicos observaron que el niño no tenía ninguna mutación conocida de enfermedad mitocondrial, pero había diferencias entre el ADN de algunas de sus mitocondrias y las demás.

Huang, al conocer los resultados, pidió que se repitiera la muestra genética y envió muestras distintas a dos laboratorios para que la analizaran. De este modo, el proceso se llevó a cabo en tres laboratorios diferentes, con diferentes profesionales y muestras de sangre independientes, para así descartar cualquier error técnico.

Los nuevos resultados no dejaron lugar a dudas: sus células portaban dos tipos de mitocondrias con genomas diferentes. El motivo se conoció tras examinar a toda la familia: su madre había heredado algunas mitocondrias paternas, además de las habituales por línea femenina.

Anteriormente, solo un caso estudiado por investigadores daneses en 2002 había documentado herencia mitocondrial paterna en una persona, pero se consideró que había un error en el análisis original. Desde entonces no se había vuelto a observar el fenómeno.

Normalmente, cuando un espermatozoide fecunda un óvulo se activan mecanismos moleculares para destruir todas las mitocondrias masculinas. Se piensa que esto es una adaptación evolutiva que facilita la coordinación entre el genoma mitocondrial y el nuclear. Otra teoría plantea que la herencia exclusivamente materna ofrece protección contra el elevado número de mutaciones que se dan en el ADN mitocondrial de los espermatozoides. En cualquier caso, lo habitual es que el embrión crezca solo con mitocondrias de la madre. 

Huang y su equipo creen que los casos de herencia mitocondrial biparental se deben a la mutación de un gen del núcleo, no de las mitocondrias; ya que es desde el genoma nuclear desde donde se coordina el proceso de destrucción de los componentes celulares que sobran una vez se ha completado la fecundación.

Según la bióloga Florence Marlow, de la Escuela de Medicina de Icahn en el Hospital Monte Sinaí de Nueva York, un fallo en este proceso puede permitir la supervivencia de las mitocondrias masculinas que se infiltran en el óvulo. Y así el cigoto puede acabar con mitocondrias genéticamente distintas, de cada progenitor, que proliferarán en las divisiones celulares posteriores. Los autores del estudio estiman que uno de cada 5.000 bebés podría heredar ADN mitocondrial paterno de esta forma.

Si esto sucede así, los descubrimientos podrían afectar al conocimiento científico sobre la evolución humana; ya que hasta ahora, se pensaba que el ADN mitocondrial de una madre nunca se recombinaba con el del padre y esto suponía, por tanto, un certificado de identidad genética para cada línea materna de la genealogía humana. Así, al identificar dos poblaciones humanas con genomas mitocondriales parecidos en distintos puntos del planeta, se podía asegurar que tuvieron un ancestro femenino común e incluso calcular aproximadamente hace cuánto, sabiendo el ritmo al que se acumulan las nuevas mutaciones en el ADN mitocondrial.

Pero ahora que se conoce la posibilidad de heredar ADN mitocondrial paterno, todos estos cálculos podrían ser incorrectos. Así, queda por determinar si los casos excepcionales de herencia biparental afectarán a la eficacia de las técnicas de estudio genealógico, aunque los autores afirman que estos casos “no parecen haber dejado una marca detectable en el registro genético de la humanidad”.

Por otra parte, el hallazgo abre nuevas posibilidades médicas. Actualmente, las mujeres con enfermedades mitocondriales tienen la posibilidad, en algunos países, de gestar bebés sanos con la técnica de los “tres padres genéticos”, gracias a una donante de mitocondrias. Sin embargo, si se descubren los genes nucleares que regulan la herencia mitocondrial, en un futuro se podría inducir la transmisión de las mitocondrias paternas y así prescindir de la donante.

Fuentes: El País, Genética Médica News, Cuatro