[ca] La síndrome de depleció i delecions múltiples de l' ADN mitocondrial (ADNmt) (SDDM) engloba un grup de malalties minoritàries d' herència autosòmica, recessiva o dominant, degudes a alteracions en el manteniment de l' ADNmt. Aquestes alteracions es manifesten com una pèrdua de molècules d' ADNmt (depleció), acumulació de delecions múltiples o de mutacions puntuals a l' ADNmt. L' espectre clínic de la SDDM és molt ampli i heterogeni. Pot manifestar-se en un rang molt ampli de gravetat, des d' afectacions simples i relativament lleus, fins a afectacions de progressió ràpida i\/o multiorgàniques que condueixen a la mort del pacient durant els primers anys de vida. Genèticament, la SDDM és també heterogènia i s' associa a mutacions en gens nuclears els productes dels quals participen en processos relacionats d' alguna forma amb el manteniment de l' ADNmt. Un d' aquests processos és l' homeòstasi de dNTPs que resulta imprescindible per garantir una correcta replicació de l' ADNmt. El present treball de tesi doctoral consta d' estudis preclínics in vitro i in vivo per a l' aplicació de l' administració de desoxirribonucleòsids (dNs) com a precursors de la síntesi de dNTPs al tractament de dues formes de SDDM, la deficiència en timidina quinasa 2 (TK2) i en la subunitat catalítica de la polimerasa mitocondrial (POLG). La TK2 és la quinasa responsable de la primera i limitant fosforilació de desoxitimidina (dThd) i desoxicitidina (dCtd) al mitocondri, essencial per l' obtenció de dTTP i dCTP. La deficiència en TK2 es presenta típicament com una miopatia greu i està associada a una marcada depleció de l' ADNmt al múscul. Hem assajat l' administració de dThd i dCtd a un model murí knock-out per la Tk2 (Tk2KO). Aquests ratolins desenvolupen una encefalomiopatia fatal que progressa ràpidament i condueix a la mort als 16 dies d' edat. Amb el tractament, la supervivència dels ratolins Tk2KO augmenta a 34 dies, i els nivells d' ADNmt a múscul es normalitzen. Tot i això, el tractament perd eficàcia amb l' edat. Descrivim canvis importants al metabolisme de dNTPs que tenen lloc al llarg del desenvolupament normal del ratolí i contribueixen a reduir l' eficàcia del tractament amb l' edat. D' altra banda, hem utilitzat fibroblasts derivats de pacients amb mutacions a la subunitat catalítica de la polimerasa-gamma (POLG), proteïna que s' encarrega de la síntesi de l' ADNmt. Mutacions en aquest enzim causen SDDM amb un ampli espectre clínic associat a depleció i delecions múltiples de l' ADNmt. El tractament basat en dNs indueix un augment al contingut dels quatre dNTPs mitocondrials, i això és suficient per restituir la capacitat replicativa de l' ADNmt sense alterar la seva fidelitat, a cèl·lules amb mutacions en diferents dominis funcionals de POLG. Els resultats obtinguts en aquest treball suggereixen que l' estimulació de la síntesi de dNTPs a través de la suplementació amb dNs podria ser una estratègia terapèutica vàlida per SDDM diferents a la deficiència en TK2 o POLG, així como per altres malalties en les que un increment a la síntesi de l' ADNmt pogués resultar beneficiós.

[es] El síndrome de depleción y deleciones múltiples del ADN mitocondrial (ADNmt) (SDDM) engloba un grupo de enfermedades minoritarias de herencia autosómica, recesiva o dominante, debidas a alteraciones en el mantenimiento del ADNmt. Estas alteraciones se manifiestan como una pérdida de moléculas de ADNmt (depleción), acumulación de deleciones múltiples o de mutaciones puntuales en el ADNmt. El espectro clínico del SDDM es muy amplio y heterogéneo. Puede manifestarse en un rango de gravedad muy distinto, desde afectaciones simples y relativamente leves, hasta afectaciones de progresión rápida y\/o multiorgánicas que conducen a la muerte del paciente durante sus primeros años de vida. Genéticamente el SDDM es también muy heterogéneo y se asocia a mutaciones en genes nucleares cuyos productos intervienen en procesos relacionados de algún modo con el mantenimiento del mtDNA. Uno de estos procesos es la homeostasis de dNTPs que resulta imprescindible para garantizar una correcta replicación del ADNmt. El presente trabajo de tesis doctoral consta de estudios preclínicos in vitro e in vivo para la aplicación de la administración de desoxirribonucleósidos (dNs) como precursores de la síntesis de dNTPs en el tratamiento de dos formas de SDDM, la deficiencia en timidina quinasa 2 (TK2) y en la subunidad catalítica de la polimerasa mitocondrial (POLG). La TK2 es la quinasa responsable de la primera y limitante fosforilación de desoxitimidina (dThd) y desoxicitidina (dCtd) en mitocondria, esencial en la obtención de dTTP y dCTP. La deficiencia en TK2 se presenta típicamente como una miopatía grave que está asociada a una marcada depleción del ADNmt en músculo. Hemos ensayado la administración de dThd y dCtd en un modelo murino knock-out para Tk2 (Tk2KO). Estos ratones desarrollan una encefalomiopatía fatal que progresa rápidamente y conduce a la muerte a los 16 días de edad. Con el tratamiento la supervivencia de los ratones Tk2KO asciende a 34 días, y los niveles de ADNmt en músculo se normalizan. A pesar de ello, el tratamiento pierde efecto con la edad. Describimos cambios importantes en el metabolismo de dNTPs que tienen lugar durante el desarrollo normal del ratón y contribuyen a reducir la eficacia del tratamiento con la edad. Por otro lado, hemos trabajado con fibroblastos derivados de pacientes con mutaciones en la subunidad catalítica de la polimerasa-gamma (POLG), proteína que se encarga de la síntesis del ADNmt. Mutaciones en esta enzima causan SDDM con un amplio espectro clínico asociado a depleción y deleciones múltiples del ADNmt. El tratamiento basado en dNs induce un aumento en el contenido de los cuatro dNTPs mitocondriales, y esto es suficiente para restituir la capacidad replicativa del ADNmt sin alterar su fidelidad, en células con mutaciones en diferentes dominios funcionales de POLG. Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que la estimulación de la síntesis de dNTPs a través de la suplementación con dNs podría ser una estrategia terapéutica válida para SDDM distintos a la deficiencia en TK2 o POLG, así como para otras enfermedades en las que un incremento en la síntesis del ADNmt pueda resultar beneficioso.