Estudio de las vías de señalización e inflamatorias del canal P2X7 y su variante polimórfica Gln460Arg en células del sistema nervioso central

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2014-04-11

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

P2X7 - CALCIO - ERK1/2 - PARP1 - MICROARRAY - DEPRESION - P2X7 - CALCIUM - ERK1/2 - PARP1 - MICROARRAY - DEPRESSION

Descripción:

Los receptores P2X7 son canales de calcio activados por ATP conformados porsubunidades de dos pasos de membrana que se asocian como homotrímeros. Sus efectos sonmediados por activación de la vía de las MAPK que incluye a BRaf y ERK 1/2. En el sistemanervioso central, regulan la liberación de neurotransmisores y citoquinas, y la activación glialfrente a situaciones inflamatorias. Mediante distintos estudios genéticos se encontró quepacientes con trastornos depresivos poseen, con una incidencia significativa, una variantepolimórfica del gen P2X7, que consiste en un cambio de un único nucleótido que produce lasustitución de Glutamina por Arginina en la posición 460 (Gln460Arg). El objetivo principal de esta tesis consiste en investigar la relación funcional entre estavariante polimórfica del receptor y la aparición de trastornos psiquiátricos. En particular, seestudiaron las cascadas de señalización activadas por el receptor P2X7, poniendo énfasis en elingreso de calcio extracelular tras dicha activación, el rol de la cascada de las MAPK y losefectos funcionales y transcripcionales que derivan de dicha activación. Primeramente, se observó que en homocigosis la variante mutada de P2X7 tiene lamisma funcionalidad que el receptor wild-type (WT). En cambio, cuando ambas subunidadesfueron coexpresadas se produjo una marcada disminución en la entrada de calcio y en laactivación de la MAPK ERK 1/2. Se demostró además que ambas subunidades interactúanfísicamente en la membrana celular de células coexpresoras, asociándose para formar trímerosfuncionales de P2X7 compuestos por subunidades WT y Gln460Arg. A su vez, nuestro grupocolaborador en el Max-Planck en Munich, Alemania, demostró que solamente los ratonesknock-in que expresan ambas variantes del receptor P2X7 humano, y no aquellos queexpresan una única variante, muestran alteraciones del comportamiento similares a aquellasque presentan pacientes con depresión. A continuación, se buscaron proteínas involucradas en la transducción de señales de P2X7 de interés en el marco de mecanismos inflamatorios o con un posible rol en depresión. Se detectó asociada a BRaf a la proteína Poli ADP-ribosa polimerasa 1 (PARP1), enzimaclave en la respuesta celular a procesos inflamatorios. Se demostró que P2X7 activa a PARP1,aumentando los niveles totales de poli ADP-ribosilación. Estos resultados identifican a PARP1 como un modulador clave de la transducción de señales de P2X7, y describen porprimera vez a P2X7 como activador de PARP1. Además se realizó un microarray de expresión génica con el fin de caracterizar lasconsecuencias de la coexpresión de ambas variantes a nivel transcripcional. Con estos datosse realizó un análisis bioinformático global de los perfiles de expresión génica, con el cual sehallaron alteradas distintas vías de señalización relacionadas con inflamación y depresión. También identificamos genes candidatos con expresión alterada que resultan de máximointerés en el mismo contexto: CHUK (o IKKα, quinasa del inhibidor de NFκB α) y RCAN1 (regulador de calcineurina 1). Esta expresión diferencial detectada en el microarray fueposteriormente confirmada en distintos modelos, validando y profundizando dichos hallazgos. En conclusión, mediante la caracterización de las vías de transducción de señalesasociadas a la activación de las distintas variantes de P2X7, el análisis de su impactotranscripcional y su asociación con nuevas moléculas se describen por primera vez losmecanismos moleculares y celulares que podrían proveer una explicación a la asociaciónentre la presencia de la variante mutada de P2X7 y la aparición de trastornos psiquiátricoscomo la depresión.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5590_AprileGarcia