El grupo de investigación de la Universidad Pablo de Olavide ‘BIO177 Fisiología y bioquímica del crecimiento celular’, junto con investigadores de la Fundación MEDINA, ha desarrollado un nuevo método de alto rendimiento para el cribado de compuestos naturales con capacidad de revertir la deficiencia de coenzima Q en el modelo de levadura Saccharomyces cerevisiae. Se trata de un estudio piloto que abre la posibilidad de encontrar una nueva terapia para el tratamiento del síndrome de deficiencia de coenzima Q10, enfermedad rara incluida en la familia de las enfermedades mitocondriales.
En su forma primaria, esta enfermedad es causada por la existencia de variantes en alguno de los genes que codifican las proteínas COQ responsables de la síntesis. Esta deficiencia se caracteriza por la variedad de los síntomas generados, debido al gran número de genes implicados (11 genes), y por las diversas funciones biológicas del coenzima Q10, además de su conocida función como transportador de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial. La enfermedad suele conducirse con un inicio temprano y afectar a diversos órganos y sistemas.
“Los casos más graves afectan a niños de corta edad que tienen comprometido su desarrollo, mientras que formas menos graves producen una afectación del sistema nervioso (encefalopatías y ataxias), de los músculos y problemas renales. Asimismo, en muchos casos se produce una muerte prematura y, en los casos leves, los individuos afectados sufren una serie de complicaciones que disminuyen considerablemente su calidad de vida e incrementan su dependencia”, explica Carlos Santos Ocaña, investigador principal del proyecto.
Hasta el momento, la única terapia disponible es la suplementación con coenzima Q10, y aunque ha producido algunos resultados positivos, esta molécula muestra una baja biodisponibilidad y una pobre acumulación en los tejidos diana de la enfermedad. Una segunda desventaja es que no permite la reversión de los defectos producidos en diversos órganos durante el desarrollo embrionario y las primeras fases del crecimiento.
Por otro lado, actualmente se está desarrollando una nueva estrategia con el uso de precursores solubles del coenzima Q10 tales como el ácido vanillínico, al ácido resorcílico o el 2,4 hidroxibenzoato. Estas moléculas son baratas, no tóxicas y han mostrado buenos resultados en modelos celulares y ratones. Sin embargo, al contrario que el coenzima Q10, son específicas para pacientes con variantes en determinados genes, y no se pueden aplicar de forma general a todos los pacientes.
El estudio del grupo de investigación de la UPO, que se enmarca en la tesis doctoral de Aida Berenguel Hernández y que forma parte del Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía P12-CTS-0943 Terapia del Síndrome de Deficiencia de CoQ10, ofrece una nueva alternativa para el tratamiento de esta enfermedad a partir de extractos naturales.
El particular diseño del método ha hecho posible la detección de moléculas con capacidad para revertir la deficiencia causada por mutaciones en diversos genes necesarios para la síntesis de coenzima Q en el organismo modelo de levadura Saccharomyces cerevisiae.
Esta metodología, en un estudio piloto, ha permitido la identificación de 5 moléculas de origen bacteriano, no descritas hasta el momento, tras analizar 1200 extractos pertenecientes a la colección de extractos naturales de la Fundación MEDINA en Granada. “Los siguientes pasos de este estudio son prometedores, ya que las 5 moléculas identificadas proceden de 3 de los 9 extractos positivos obtenidos en el proyecto, y es importante destacar que la colección completa de esta Fundación se compone de 300.000 extractos”, afirma el investigador Carlos Santos Ocaña.
La Universidad Pablo de Olavide cuenta así con la colaboración de la Fundación MEDINA, centro de referencia internacional en la investigación de nuevos fármacos a partir de productos naturales de origen microbiano. Además, esta investigación ha sido publicada en la revista internacional SLAS Discovery.
Con el objetivo de encontrar una nueva terapia universal para la deficiencia de coenzima Q10, el futuro de este estudio queda enmarcado en el abordaje de un análisis completo de la colección de extractos de la Fundación MEDINA, la identificación de nuevas moléculas y su prueba en modelos celulares humanos.
Más información:
Design of High-Throughput Screening of Natural Extracts to Identify Molecules Bypassing Primary Coenzyme Q Deficiency in Saccharomyces cerevisiae. SLAS Discovery (First Published November 21, 2019)
Aida M. Berenguel Hernández, Mercedes de la Cruz, María Alcázar-Fabra, Andrés Prieto-Rodríguez, Ana Sánchez-Cuesta, Jesús Martin, José R. Tormo, Juan Carlos Rodríguez-Aguilera, Ana Belén Cortés-Rodríguez, Plácido Navas, Fernando Reyes, Francisca Vicente, Olga Genilloud, Carlos Santos-Ocaña.
https://doi.org/10.1177/2472555219877185
