Un equipo científico del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) -con sede en el PCB-, la Universidad de Barcelona y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM) han identificado un mecanismo molecular implicado en el desarrollo de la diabetes de tipo 2, una enfermedad crónica en la cual el cuerpo no produce suficiente insulina, o no la utiliza de manera eficaz. El estudio, publicado en la revista Redox Biology, profundiza en el papel del óxido nítrico en la resistencia a la insulina característica de esta enfermedad.

El trabajo ha descrito —en muestras de pacientes y en modelos animales de diabetes tipo 2— una disminución de proteínas mitocondriales encargadas de la síntesis de subunidades de los complejos de la cadena respiratoria celular. Esta disminución de las proteínas se asocia con un incremento del óxido nítrico intracelular que, según los investigadores, podría ser un potencial método de diagnóstico de la enfermedad.

Las mitocondrias son los orgánulos encargados de la producción de la energía celular y existen evidencias que relacionan disfunciones en su funcionamiento con la resistencia a la insulina característica de la diabetes tipo 2. El objetivo del estudio era determinar si existían alteraciones en las subunidades de los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial que pudiesen estar asociadas con esta disfunción mitocondrial. Además, también se quería explorar si el óxido nítrico — una molécula presente en las mitocondrias y que actúa como mensajero celular en diversos procesos fisiológicos y también patológicos —  podría estar involucrado en estas alteraciones.

Para ello, los investigadores han analizado muestras musculares de pacientes obesos con diabetes de tipo 2 (que suele desarrollarse alrededor de los 55 años), pacientes obesos con un desarrollo de diabetes temprana (que aparece alrededor de los 25 años) y en un modelo animal de diabetes.  “En este estudio, hecho en colaboración con médicos clínicos de la Universidad de la Ciudad de Dublín y del St James’s Hospital del Trinity College de Dublín (Irlanda) y con investigadores del IRB Barcelona, «hemos encontrado que las ARNmt — las proteínas encargadas de sintetizar los complejos mitocondriales— tienen un papel muy relevante en los defectos observados en la respiración mitocondrial, ya que su disminución conlleva la disminución en la síntesis de subunidades específicas de los complejos de la cadena respiratoria y, por tanto, una disfunción mitocondrial asociada a una mayor producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y específicamente óxido nítrico», explica Maribel Hernández-Alvarez, investigadora de la Facultad de Biología, del IBUB y del CIBERDEM, y que ha liderado el estudio junto a Antonio Zorzano (UB-IRB Barcelona-CIBERDEM).

Estos resultados abren la puerta a la investigación sobre los efectos de las enzimas que producen óxido nítrico. También permitirán estudiar el efecto de la abundancia de las ARNmt sintetasas, y de la relación que tienen con la síntesis de proteínas mitocondriales.

» Artículo de referencia: López-Soldado, I.; Torres, A. G.; Ventura, R.; Martínez-Ruiz, I.; Díaz-Ramos, A.; Planet, E.; Cooper, D.; Pazderska, A.; Wanic, K.; O’Hanlon, D.; O’Gorman, D. J.; Carbonell, T.; de Pouplana, L. R.; Nolan, J. J.; Zorzano, A.; Hernández-Alvarez, M. I. «Decreased expression of mitochondrial aminoacyl-tRNA synthetases causes downregulation of OXPHOS subunits in type 2 diabetic muscle». Redox Biology, Doi: 10.1016/j.redox.2023.102630.