Variação Relacionada à Idade e à Heteroplasmia no Número de Cópias de mtDNA Humano

O genoma mitocondrial (mt) está presente em muitas cópias nas células humanas, e a variação intraindividual nas sequências de mtDNA é conhecida como heteroplasmia. Estudos recentes constataram que as heteroplasmias são altamente tecido-específicas, sítio-específicas e alelo-específicas; no entanto, as implicações funcionais não foram exploradas. Este estudo investiga a variação no número de cópias de mtDNA (mtCN) em 12 tecidos diferentes obtidos em autópsias de 152 indivíduos (com idades variando de 3 dias a 96 anos). Três métodos diferentes para estimar o mtCN foram comparados: sequenciamento shotgun (em 4 tecidos), sequenciamento enriquecido por captura (em 12 tecidos) e PCR digital em gotículas (ddPCR, em 2 tecidos). A maior precisão na estimativa de mtCN foi alcançada utilizando dados de sequenciamento shotgun. No entanto, os dados de enriquecimento por captura fornecem estimativas confiáveis de mtCNs relativos (embora não absolutos). As comparações de mtCN de diferentes tecidos do mesmo indivíduo revelaram que os mtCNs em diferentes tecidos, com poucas exceções, não são correlacionados. Portanto, cada tecido de um indivíduo parece regular o mtCN de maneira relacionada ao tecido, e não dependente do indivíduo. Amostras de músculo esquelético (SM) mostraram uma diminuição de mtCN relacionada à idade que foi especialmente pronunciada em homens, enquanto houve um aumento de mtCN relacionado à idade para amostras de fígado (LIV). O mtCN em amostras de SM correlacionou-se negativa e significativamente tanto com o número total de sítios heteroplásmicos quanto com a frequência do alelo menor (MAF) em dois sítios heteroplásmicos, 408 e 16327. As heteroplasmias em ambos os sítios são altamente específicas para SM, acumulam-se com o envelhecimento e fazem parte de elementos funcionais que regulam a replicação do mtDNA. Esses dados apoiam a hipótese de que a seleção que atua sobre esses sítios heteroplásmicos está reduzindo o mtCN no SM de indivíduos mais velhos.