HIF-I alpha é um substrato da via da ubiquitina-proteossoma e da autofagia mediada por chaperones

A via da ubiquitina-proteossoma é considerada a principal via de degradação selectiva de proteínas solúveis nas células eucarióticas. No entanto, os lisossomas desempenham também um papel essencial na degradação de proteínas intracelulares, processo designado de autofagia. Existem três vias autofágicas distintas, macroautofagia, microautofagia e autofagia mediada por chaperones, que diferem entre si mecanisticamente. A autofagia mediada por chaperones é uma forma selectiva de autofagia. Nesta via, as proteínas citosólicas, que contêm uma sequência peptídica específica, bioquimicamente semelhante ao KFERQ, são primeiro reconhecidas pela chaperone Hsc70 e, posteriormente, dirigidas para a membrana do lisossoma, local onde interagem com a proteína associada à membrana do lisossoma 2A (LAMP-2A). Estes substratos são então desenrolados e translocados para o lúmen do lisossoma, onde são degradados. Este projecto explora a possibilidade da existência de um diálogo transversal entre a via da ubiquitina-proteossoma e autofagia mediada por chaperones, até há pouco tempo consideradas independentes. O HIF-1 (Hypoxia-Inducible Factor 1) é um heterodímero composto por uma subunidade estável, o HIF-1β, e uma subunidade lábil, o HIF-1α. Em condições de normoxia, dois resíduos de prolina presentes no HIF-1α são hidroxilados e a proteína é ubiquitinada e subsequentemente degradada pelo proteossoma. Assim, propõe-se que o HIF-1α, substrato típico da via da ubiquitina-proteossoma, possa em circunstâncias específicas, ser dirigido para a autofagia mediada por chaperones. De facto, os resultados obtidos neste trabalho mostram que uso de inibidores do lisossoma, mas não os que inibem a macroautofagia, promovem uma estabilização do HIF-1α. Também foi demonstrado que o HIF-1α interage com a proteína associada à membrana do lisossoma 2 2A (LAMP-2A) e que esta interage com a chaperone Hsc70 citosólica. Estas interacções aumentam após inibição do proteossoma. Uma vez que, todos os substratos conhecidos da autofagia mediada por chaperones interagem com a chaperone Hsc70 citosólica e com a proteína associada à membrana do lisossoma 2A (LAMP-2A) podemos inferir que o HIF-1α é degradado não só pela via da ubiquitina-proteossoma como também pela autofagia mediada por chaperones, mostrando uma possível comunicação entre estas duas vias. Deste modo, o HIF-1α poderá constituir um substrato modelo para o estudo dos mecanismos moleculares envolvidos na intercomunicação entre estas duas vias proteolíticas

Role of HMGB1 adipokine in the regulation of autophagy in articular cartilage cells

Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Biotecnoloxía avanzada. Curso 2015/201

Rapamycin effect on senescence and autophagy processes in human cell lines

Tanto la autofagia como la senescencia celular son procesos que, en principio, evitan el desarrollo tumoral impidiendo la proliferación de células dañadas. Sin embargo, la autofagia no siempre lleva a la muerte celular, sino que puede ser un mecanismo de supervivencia en condiciones de estrés. En cuanto a la senescencia, si bien las células no proliferan, producen factores de crecimiento que contribuyen a la proliferación de células vecinas. La rapamicina es un conocido inmunosupresor utilizado en pacientes con transplantes de órganos, que inhibe la cascada de transducción de señal mTOR, principal vía que censa el estado energético y nutricional de la célula, permite la síntesis de proteínas e inhibe la autofagia cuando se encuentra activa. En este trabajo se investigó la acción de rapamicina sobre estos procesos y encontramos que a dosis bajas es capaz de inducir la senescencia de una línea celular normal y a dosis altas la autofagia en una línea celular transformada. También se determinó que el oncogén RAC3 es inhibitorio de la autofagia y su expresión es inhibida por rapamicina. Estos resultados constituyen un aporte al conocimiento de los mecanismos moleculares por los cuales este fármaco puede actuar, dado que actualmente se ha focalizado el interés en su aplicación a terapias anti-tumorales.Autophagy and senescence are both processes that firstly avoid tumor development through the inhibition of proliferation of damaged cells. However, autophagy does not imply cell death, because it is also a mechanism of cell survival under stress conditions. Concerning senescence, although these cells do not proliferate, they produce growth factors that contribute to the proliferative response of other cells. Rapamycin is an immunosupressor used in transplanted patients that inhibits the mTOR transduction signal pathway. This pathway is involved in the control of the energetic and nutritional state of the cell allowing protein synthesis and inhibiting autophagy when it is active. In this paper, the action of rapamycin over these processes was investigated and we found that a low concentration of this drug induces the senescence of a normal cell line, while a higher concentration induces autophagy of a transformed cell line. We have also determined that the oncogen RAC3 inhibits autophagy and that its expression is diminished by rapamycin. Therefore, our results contribute to a better understanding of the molecular mechanisms by which this drug is effective, given the relevance of rapamycin for potential tumor therapy.Fil: Fernandez Larrosa, Pablo Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Ruiz Grecco, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Alvarado, Cecilia Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Micenmacher, Sabrina Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Aguirre, Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Martínez Noël, Giselle María Astrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Costas, Monica Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Rubio, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; Argentin

Evaluación de la autofagia en el miocardio de ratones con distrofia muscular de Duchennec

77 p.La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es una enfermedad degenerativa severa del músculo esquelético y aquellos que la padecen mueren en la segunda o tercera década de vida. Los pacientes sufren de un daño en el musculo esquelético continuo y progresivo, seguido por parálisis completa y muerte, generalmente por falla en las vías respiratorias y/o en el corazón. Las muertes relacionadas con este último se ven aproximadamente en el 20% de los pacientes. La autofagia es un sistema proteolítico importante de la célula y tiene un papel crucial en la eliminación de las proteínas y organelos. Esta es constantemente activa en el músculo esquelético y su papel en la homeostasis del tejido es complejo: a altos niveles, puede ser perjudicial y contribuir a la pérdida de masa muscular y a bajos niveles, puede causar debilidad y degeneración muscular, debido a la acumulación sin control de las proteínas y organelos dañados. La relación causal entre la patogénesis de DMD y la autofagia disfuncional ha sido investigada recientemente, debido a que la modulación de la autofagia es considerada como una promesa terapéutica en estos pacientes. En este estudio se llevó a cabo la pesquisa de la autofagia a través la presencia de proteínas tales como Beclin, LC3B y p62 mediante Western blot en homogeneizado de corazones provenientes de un modelo de ratón con distrofia muscular de Duchenne (ratones mdx) comparados con un grupo control. En esta investigación demostramos que el flujo autofágico en el corazón de ratones mdx se encuentra disminuido, por el aumento en los niveles de p62 y la disminución de la razón LC3B II/I, comparados con el grup

La apolipoproteína D ralentiza el proceso de neurodegeneración en la enfermedad de Niemann-Pick tipo A

La enfermedad de Niemann-Pick tipo A (NPA) es una enfermedad de depósito lisosomal de herencia autosómico-recesiva. En ella, la deficiencia de esfingomielinasa ácida provoca un gran acúmulo de esfingomielina en las membranas celulares. Esto conduce a una alteración de los dominios de membrana, viéndose comprometida la autofagia y los mecanismos de respuesta al estrés oxidativo, terminando con la muerte celular y la neurodegeneración. Esta degeneración ocurre principalmente en las células de Purkinje del cerebelo, viéndose alterada la función motora. Se sabe que la Apolipoproteína D (ApoD) desempeña un importante papel a estos niveles. Se ha demostrado que es vital para el mantenimiento funcional del lisosoma, y que es capaz de modificar la composición de las membranas en presencia de estrés oxidativo experimental. Además, ejerce una función protectora frente al estrés oxidativo. Todos estos hechos nos han llevado al estudio del papel de ApoD en la NPA. Para ello hemos analizado la influencia de ApoD en la supervivencia de células de Purkinje, la gliosis y otras alteraciones moleculares. Hemos utilizado tres grupos de ratones: ratones control, ratones NPA y ratones NPA sin ApoD. Nuestros resultados muestran una mayor neurodegeneración y peores resultados en pruebas de función motora en aquellos ratones carentes de ApoD. La ausencia de ApoD acelera el proceso de neurodegeneración en NPA, apareciendo mayor astrogliosis y proporción de microglía activada y una mayor pérdida de células de Purkinje en el cerebeloGrado en Medicin

Bases Moleculares de la Enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es el tipo más frecuente de demencia senil y constituye un grave problema de salud pública desde hace varios años, con una importancia creciente conforme aumenta la edad media y la esperanza de vida de la población. Es una condición que supone un gran impacto en la calidad de vida de los pacientes y sus familiares y cuidadores, con enormes costes para los sistemas sanitarios a nivel mundial. El presente trabajo consiste en una revisión de actualización bibliográfica acerca de los mecanismos fisiopatológicos subyacentes, a nivel bioquímico y molecular, cuya comprensión profunda es necesaria para atender a las necesidades de la investigación y desarrollo de productos farmacéuticos orientados al diagnóstico precoz y tratamiento oportuno y eficaz de la Enfermedad de Alzheimer, mejorando las posibilidades del tratamiento actual, que es predominantemente sintomático y no curativo. Se expone el papel de la alteración en el metabolismo de la proteína β-Amiloide y de la hiperfosforilación de Tau, que son los actores principales en la formación de las lesiones neurodegenerativas características a nivel histopatológico. Este proceso fisiopatológico se acompaña de alteraciones en el estrés oxidativos, asociados a la perturbación de la respuesta inmunológica y el fallo de la resolución de la neuroinflamación. Destaca también un particular papel de ciertos microorganismos, principalmente espiroquetas, a través del mecanismo de la translocación bacteriana, las alteraciones de la resistencia a la insulina y los efectos tóxicos de metales en desequilibrio en el tejido encefálico. Estos mecanismos sientan las bases del futuro en la terapéutica de la Enfermedad de Alzheimer y de otros tipos de demencia senil, donde la inmunoterapia se posiciona como la estrategia terapéutica más prometedora.Universidad de Sevilla. Grado en Farmaci

Reciclaje celular y envejecimiento

El envejecimiento es un proceso biológico que depende en gran medida de la genética, aunque, también se ve determinado por el entorno físico y social que le rodea. Este proceso no solo conlleva un deterioro físico sino que también lleva asociado un deterioro de las funciones fisiológicas y cognitivas. Desde el punto de vista celular el envejecimiento se caracteriza por el mal funcionamiento de algunos procesos biológicos tales como la autofagia lo que favorece la pérdida de homeostasis. La autofagia es un proceso intracelular que con el objetivo de restaurar la homeostasis celular, permite la degradación de orgánulos dañados, de proteínas intracitoplasmáticas propensas a los agregados que dan lugar a enfermedades como son Alzheimer, Parkinson o Huntington y de ciertas bacterias y virus lo que le confiere un carácter protector frente a algunas enfermedades infecciosas. El proceso de la autofagia se desarrolla en diferentes pasos entre los que se encuentran (i) la inducción, (ii) nucleación de doble membrana y formación del autofagosoma, (iii) elongación del autofagosoma y secuestro de restos celulares, (iv) fusión del autofagosoma con el lisosoma y finalmente (v) degradación de los componentes secuestrados en el lisosoma. Algunas de las distintas formas de autofagia son microautofagia, macroautofagia y autofagia mediada por chaperonas (CMA) que se distinguen entre sí en el proceso de degradación. Como la estimulación de la autofagia puede jugar un papel importante en el control del envejecimiento, se podría utilizar para el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad como son Alzheimer, Parkinson o Huntington entre otras. De hecho, tanto para el control del envejecimiento como para la prevención y el tratamiento de trastornos neurodegenerativos se están estudiando estimuladores de la autofagia tales como la rapamicina, cúrcuma, resveratrol, metformina, espermidina y sulforafano.Universidad de Sevilla. Grado en Farmaci

Rol de p53 en la modulación de autofagia y senescencia en células de cáncer gástrico y mamario

38 p.El rol que ejerce el supresor de tumores P53 se encuentra bien caracterizado en diversos procesos celulares. Bajo el contexto de senescencia celular, se ha establecido que actúa como un efectivo regulador del proceso tras la aplicación de diversos estímulos asociados al estrés proliferativo y/o a evocar daño al DNA. En el presente estudio, se pretende caracterizar el rol que ejerce P53 sobre autofagia y senescencia en líneas de cáncer gástrico y mamario. Para este fin, se trataron células AGS y MCF-10A con Palbociclib (un inhibidor altamente selectivo de CDK4/6), se indujo un knockdown de P53 en AGS y posteriormente, estas células también fueron tratadas con Palbociclib; finalmente, se analizó su efecto sobre autofagia y senescencia. Los resultados obtenidos durante el estudio permiten concluir que P53 ejerce un efecto regulador en senescencia celular y autofagia. Sin embargo, en las células AGS deficientes de P53 se observó que a pesar de que hay una activación de autofagia, también se produjo un bloqueo del flujo autofágico, un efecto que se contradice a lo reportado en una gran variedad de sistemas experimentales. Finalmente, son necesarios más estudios para determinar la forma en que actúa P53 sobre la regulación del proceso de autofagia