Así ayudan las mitocondrias a crear orgánulos nuevos tras una infección

El hallazgo de que las mitocondrias pueden originar nuevos orgánulos en células humanas tras una infección, redefine la comprensión científica sobre la evolución celular y los mecanismos de defensa del organismo frente a parásitos.

Esta función, observada cuando las mitocondrias desprenden su membrana externa y forman compartimentos especializados durante la invasión de un patógeno, podría explicar cómo surgieron las complejas estructuras internas que definen a los seres vivos más evolucionados, según informó la revista científica Nature.

La inmunóloga Lena Pernas, de la University of California, Los Angeles, presentó un hallazgo que podría cambiar la comprensión sobre ciertos parásitos. Durante el congreso internacional Keystone en Colorado, explicó cómo la formación de estructuras llamadas SPOTs —compartimentos asociados a la membrana mitocondrial— favorece la proliferación de Toxoplasma gondii en células humanas cancerosas.

Aunque el mecanismo aún no está completamente definido, la investigadora planteó una hipótesis clave: el parásito podría estar aprovechando desechos moleculares encapsulados en estos nuevos orgánulos como fuente de alimento, lo que abriría nuevas líneas de estudio sobre su comportamiento y posibles estrategias terapéuticas.

La investigación, difundida en bioRxiv, plantea un hallazgo que reconfigura la mirada sobre la biología celular: las mitocondrias podrían generar nuevos orgánulos durante una infección.

Este resultado refuerza la idea de que las membranas de estas estructuras ancestrales tuvieron un papel clave en la evolución de las células eucariotas, es decir, aquellas con núcleo definido que conforman plantas, animales y gran parte de los organismos complejos.

Cómo el parásito fabrica nuevos orgánulos

El equipo infectó células humanas con Toxoplasma gondii, patógeno presente en carne insuficientemente cocida, y observó que una proteína en la superficie externa del parásito se une a otra en la membrana mitocondrial de la célula hospedadora, lo que fija las mitocondrias a T. gondii.

A partir de ese vínculo, las mitocondrias desprenden su membrana exterior y generan SPOTs capaces de engullir lisosomas, los orgánulos encargados de la digestión de residuos celulares y que, en condiciones normales, representan una amenaza para los patógenos invasores.

Esa formación de compartimentos resulta indispensable para la proliferación del parásito: cuando se bloquea su acidificación mediante un inhibidor de la bomba de protones, la capacidad reproductiva de T. gondii se reduce de manera notable.

Los investigadores confirmaron que los SPOTs que engullen lisosomas son un tipo de orgánulo inédito, diferente de los propios lisosomas, dado que su superficie carece de las proteínas típicas de estos últimos.

Shaeri Mukherjee, bióloga celular e inmunóloga de la Universidad de California en San Francisco, destacó que la capacidad del parásito para manipular las mitocondrias y fabricar un orgánulo completamente nuevo con alta precisión constituye “un logro”.

Implicaciones para la evolución y la biología celular

El hallazgo apoya la teoría defendida desde hace una década por los biólogos evolutivos Sven Gould, Sriram Garg y Bill Martin, de la Universidad de Düsseldorf, según la cual las mitocondrias ancestrales en las primeras células eucariotas desprendían vesículas de membrana que con el tiempo evolucionaron para formar los distintos orgánulos intracelulares.

El trabajo de Pernas y sus colegas no solo refuerza esa hipótesis, sino que da fundamento a un estudio previo de 2017 dirigido por la bióloga mitocondrial Heidi McBride, de la Universidad McGill de Montreal.

McBride mostró que los peroxisomas, responsables de descomponer ácidos grasos, pueden generarse desde cero a partir de la fusión de vesículas originadas en mitocondrias con otras provenientes del retículo endoplásmico, orgánulo encargado de la síntesis de proteínas. De acuerdo con el biólogo Gould, en ese momento, varios especialistas sugirieron que el fenómeno podía tratarse de un artefacto o un evento extremadamente poco frecuente.

La nueva evidencia aporta una pieza clave para entender la complejidad celular. Al demostrar que las vesículas mitocondriales no solo cumplen múltiples funciones, sino que también pueden actuar como reservorios para formar nuevos orgánulos cuando las células enfrentan distintas situaciones adversas, el estudio refuerza su papel central en la biología.

En esa línea, el biólogo subrayó la amplitud de su alcance: “las vesículas se utilizan en todo tipo de procesos celulares”, lo que consolida su importancia en el funcionamiento y la evolución de las células.