Recientemente, la investigación se ha centrado en la dinámica mitocondrial y el papel de la fusión y la fisión en la cardioprotección. El objetivo de este estudio era evaluar (i) la función y la dinámica de las mitocondrias aisladas de corazones expuestos a isquemia/reperfusión (I/R) (ii) los efectos de la melatonina, un potente cardioprotector, sobre la dinámica mitocondrial en la I/R.
Se estabilizaron corazones de rata perfundidos aislados durante 30 minutos, se sometieron a 20 minutos de isquemia global, seguidos de 30 minutos de reperfusión. Se recogió tejido, se aislaron mitocondrias para medir la función oxidativa mitocondrial y se prepararon lisados de fracciones mitocondriales y citosólicas para western blotting. Se administró melatonina (0,3 o 50 μM) durante 10 minutos inmediatamente antes del inicio de la isquemia y durante 10 minutos al inicio de la reperfusión. El tamaño del infarto se evaluó tras 35 min de isquemia regional/60 min de reperfusión mediante tinción con trifeniltetrazolio. Los resultados muestran que la reperfusión redujo significativamente la QO2 mitocondrial (estados 3 y 4), con efectos menores de la melatonina. La Beclin 1 citosólica y la relación LC3 II/I se redujeron con la isquemia y aumentaron con la reperfusión. Tanto la isquemia como la reperfusión redujeron los niveles mitocondriales de PINK1 y Parkin, mientras que la reperfusión aumentó los de p62.
Durante la isquemia/reperfusión miocárdica se activa una vía alternativa de mitofagia mediada por Rab9. La isquemia redujo y la reperfusión aumentó la expresión citosólica de ULK1, asociada a la redistribución de Rab9 y Drp1 entre el citosol y las mitocondrias. La melatonina redujo significativamente la expresión mitocondrial de p62 tras la reperfusión. A lo largo del protocolo, la melatonina (i) aumentó significativamente los niveles citosólicos totales (t) y fosfo (p) de ULK1 y Rab9 (ii) aumentó los niveles citosólicos y redujo los niveles mitocondriales de pDrp1 y la relación p/t Drp1, lo que sugiere una inhibición de la fisión mitocondrial. La fusión se vio afectada en menor medida. La cardioprotección por melatonina está asociada a efectos sustanciales sobre la mitofagia, cuya importancia aún está por establecer.