Estudio de las proteínas FKBPs de alto peso molecular como moduladoras de la acción biológica de NF-kB

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2018-12-06

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

FKBP51 - FKBP52 - NF-κB - PPLASA - FKBP51 - FKBP52 - NF-κB - PPLASE

Descripción:

Se denominan FKBPs (por FK506 binding proteins) a una subfamilia de proteínas pertenecientes a la familia de las inmunofilinas (IMMs). Las FKBPs son capaces de unir al macrólido inmunosupresor FK506, y como toda IMM de la familia, también se caracterizan por presentar un dominio que posee actividad enzimática de peptidil-prolil (cis/trans) isomerasa (PPIasa). La actividad enzimática de PPIasa favorece su acción biológica de chaperona molecular sobre proteínas plegadas. Es decir, las IMMs pueden funcionar como interruptores moleculares y generar consecuentemente cambios en diferentes vías de señalización. Esta capacidad las convierte en posibles blancos farmacológicos para modular diversos procesos biológicos, y en objeto de estudios prometedores dentro del campo de las ciencias biológicas y biomédicas. La droga FK506, además de tener acción inmunosupresora, inhibe la actividad enzimática intrínseca de PPIasa de las FKBPs cuando se encuentra en asociación con el dominio PPIasa. Este dominio es característico de la familia de las IMMs, y aquellos miembros de alto peso molecular poseen motivos adicionales que les confieren funciones biológicas complementarias. Este trabajo de tesis doctoral se centra en el estudio de dos FKBPs de alto peso molecular, FKBP51 y FKBP52. Ambas IMMs, cuentan con repeticiones de secuencias tetratricopeptídicas repetidas en tándem (los dominios TPR) que les posibilitan interactuar con proteínas de choque térmico tales como la Heat-Shock Protein de 90-kDA, Hsp90, una chaperona que forma heterocomplejos multiméricos con una gran variedad de proteínas-cliente, muchas de ellas esenciales para vida. FKBP51 y FKBP52 fueron las primeras IMMs de su subfamilia en ser identificadas como moduladoras de los receptores de esteroides (RE). Nuestro laboratorio ha participado en el estudio y el esclarecimiento del mecanismo de regulación de los RE por proteínas FKBPs y Hsps. En tal sentido, FKBP51 y FKBP52 han sido reconocidas como necesarias para el control de la actividad los receptores de andrógenos (AR), estrógenos (ER), glucocorticoides (GR), progesterona (PR) y mineralocoriticoides (MR). A pesar de que FKBP51 y FKBP52 presentan una alta identidad de secuencia y similitud estructural, en general desempeñan roles antagónicos en la regulación de la acción biológica de los RE. FKBP52 es un regulador positivo de los RE; mientras que FKBP51 funciona como regulador negativo (con excepción de AR que es estimulado por ambas FKBPs por igual). El modelo general de activación de los RE indica que, en ausencia de hormona, el receptor se encuentra mayoritariamente en el citoplasma. El heterocomplejo del que participa está formando por las chaperonas Hsp90 y Hsp70, junto con proteínas co-chaperonas como FKBP51. En presencia de hormona, se desencadenan una serie de cambios en la composición del heterocomplejo, que involucran el intercambio de FKBP51 por FKBP52 en el sitio aceptor del dímero de Hsp90 unido a los RE. FKBP52 es reclutada por la unión del esteroide e interactúa con la proteína motora dineína, lo cual posibilita el transporte activo del heterocomplejo al núcleo y, en consecuencia, la regulación de la expresión genes de respuesta a hormonas esteroideas. Debido a que mutantes del factor proapoptótico p53 poseen una localización primariamente citoplasmática en células no estimuladas y se asocian a Hsp90, primero se planteó la posibilidad y luego se demostró que las mutantes de p53 son reguladas de manera análoga a los RE. El modelo de transporte propuesto por nuestro laboratorio para la activación de los RE y p53 nos llevó a pensar en la posibilidad de que otros factores de transcripción que presenten un requerimiento de relocalización subcelular equivalente como parte de su mecanismo de acción, podrían llegar a utilizar la misma maquinaria molecular asociada a las IMMs. Es así que, de forma análoga a los RE, el factor de transcripción NF-B se encuentra inactivo en el citoplasma y es trasportado en forma activa al núcleo por el complejo motor de dineína/dinactina, siendo por ende un candidato interesante para analizar. NF-B es un factor de transcripción dimérico que cumple un rol crítico en la regulación de la inflamación, inmunidad, proliferación celular, diferenciación, desarrollo y supervivencia. Su desregulación se encuentra asociada a patologías inflamatorias, enfermedades neurológicas, y principalmente, a tumores sólidos y neoplasias hematológicas. El dímero más abundante y activo de NF-B en mamíferos está formado por las subunidades RelA/p65 y p50. Dadas las evidencias arriba comentadas con los RE, por los experimentos preliminares que resultaron positivos, y la experiencia previa del laboratorio en el estudio de IMMs, nos planteamos la hipótesis de que FKBP51 y FKBP52 podrían regular la función biológica de NF-κB. Los hallazgos alcanzados a lo largo de esta tesis demostraron que FKBP52 tiene un efecto estimulante sobre la acción biológica de NF-κB. FKBP52 participa de diferentes hitos en la activación del factor de transcripción e interactúa con la subunidad p65. Asimismo, resultados obtenidos con mutantes puntuales de FKBP52 sin actividad enzimática y por inhibición farmacológica de la actividad PPIasa, han demostrado que la acción de FKBP52 sobre NF-κB es dependiente de su actividad enzimática, una regulación que se evidenció tanto en fibroblastos embrionarios como en células Jurkat de leucemia linfoblástica aguda. De forma análoga a lo descubierto para los RE, este trabajo contribuyó a demostrar que FKBP51 es un modulador negativo de NF-κB y que es capaz de interactuar con la subunidad p65, tanto en células Hek293T como en Jurkat. A diferencia de lo evidenciado para FKBP52, la actividad PPIasa de FKBP51 no participa de la regulación del factor de transcripción, sino la IMM en sí misma. En estudios previos del laboratorio, se había demostrado que FKBP51 es un nuevo factor mitocondrial con propiedades antiapoptóticas. En línea con esos antecedentes, los experimentos realizados en esta tesis demostraron que FKBP51 es un actor estimulante de la proliferación y la supervivencia celular. No obstante, en esta tesis también se demuestra que estos efectos podrían ser la consecuencia de la acción de las IMMs sobre otra familia de factores de transcripción como los de la familia E2F, los que actúan de manera coordinada con NF-κB regulando a genes involucrados en la progresión de ciclo celular y apoptosis. Los descubrimientos realizados en este trabajo doctoral proponen que la actividad PPIasa de FKBP52 podría ser un blanco farmacológico para inhibir la acción de NF-κB con un fin terapéutico en aquellas patologías donde la activación de este factor de transcripción se encuentre desregulada. Adicionalmente, se formula que FKBP51 muestra en general propiedades como agente pro-proliferativo y antiapoptótico.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6513_DeLeo