Durante la formación de los gametos femeninos se produce un cuello de botella en la distribución y transmisión de las mitocondrias desde las células maternas hacia los futuros óvulos. Esta característica, unida al fenómeno de heteroplasmia, o presencia de más de una variante del ADN mitocondrial en una célula o tejido, lleva a que la composición del ADN mitocondrial de la descendencia pueda ser muy diferente de la de la madre. Este hecho puede tener consecuencias importantes sobre la salud, ya que alelos que no presentan capacidad patogénica en la madre debido a presentarse en números muy bajos, pueden ver incrementada su frecuencia en la descendencia hasta el punto de manifestar una enfermedad.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Pensilvania ha analizado el tamaño de este cuello de botella y descubierto que es más pequeño de lo esperado, lo que puede llevar a diferencias extremas en la composición del ADN mitocondrial entre una madre y su descendencia. Además, el estudio, publicado en Proceedings of the Nacional Academy of Science revela también un efecto de la edad materna sobre la acumulación de mutaciones en el ADN mitocondrial. Ambos datos podrían ser utilizados por los consejeros genéticos para estimar la probabilidad de algunas parejas de transmitir ciertas enfermedades mitocondriales a la siguiente generación.
Los investigadores secuenciaron el ADN mitocondrial de 39 madres y sus respectivos bebés y encontraron, en primer lugar que en término medio, cada persona es portadora de una variante heteroplásmica de ADN mitocondrial con una frecuencia alélica de más del 1% en el ADN mitocondrial total. Respecto a las diferencias del ADN mitocondrial entre la madre y la descendencia, los investigadores estimaron el cuello de botella producido en la línea germinal, de un tamaño efectivo de 30-35, frente a las más de 100.000 moléculas de ADN mitocondrial presentes en un ovocito maduro humano. El porcentaje de moléculas de ADN mitocondrial que contienen la variante molecular patogénica necesario para la manifestación de una enfermedad varía entre las diferentes patologías, desde un 70-80% en la mayoría de los casos, a únicamente un 10% en otros. Los científicos confían en poder estimar las probabilidades de transmitir la enfermedad tras conocer el tamaño del cuello de botella producido en la formación de los gametos.
Por último, el equipo detectó una asociación positiva entre la edad materna en el momento de la concepción y el número de heteroplasmias en sus descendientes. El número de ovocitos que contienen mitocondrias defectuosas es reducido durante la ovogénesis. No obstante, los resultados del estudio sugieren que algunos ovocitos con mitocondrias que no están en perfecto estado, y que se producen con mayor probabilidad en mujeres de edad más avanzada, prosiguen hacia la fertilización. Los autores indican que esta información predice un aumento de enfermedades mitocondriales, de las que hay descritas más de 200, en niños nacidos de madres de mayor edad, lo que podría también ser una de las razones por las que la reproducción asistida tiene menor éxito en estas mujeres.
“Todo el mundo se preocupa por el síndrome de Down porque es un problema genético común. Nosotros hemos añadido otra serie de desórdenes genéticos que podrían estar influidos por la edad de la madre. Es bueno para las parejas tener este conocimiento a la hora de llevar a cabo decisiones relacionadas con los planes familiares,” indica Kateryna Makova, una de los directores del trabajo.
Referencia: Rebolledo-Jaramillo B, et al. Maternal age effect and severe germ-line bottleneck in the inheritance of human mitochondrial DNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Oct 13. pii:201409328.
Fuente: http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Makova10-2014
