Generación y caracterización metabólica del ratón carente de la proteína 5 con dominios tiorredoxina (TXNDC5) y su interacción con el escualeno

Abstract

Actualmente, las herramientas ómicas tienen una potencia sin precedentes, permitiendo encontrar dianas moleculares cuyas funciones no habían sido previamente descritas. Previamente, nuestro grupo describió como la presencia del escualeno en dieta tenía propiedades anti ateroescleróticas y anti esteatósicas. Usando herramientas proteómicas, se encontró la proteína 5 con dominios tiorredoxina (TXNDC5) modulada por el escualeno y asociada con el contenido de grasa hepática. TXNDC5 es una proteína disulfuro isomerasa, encargada de regular el correcto plegamiento de proteínas, actuando como chaperona en el retículo. Sin embargo, las funciones de TXNDC5 y en especial su papel metabólico en el hígado están poco definidas. Esclarecer las funciones de una proteína con potencialmente muchas implicaciones es un proceso fundamental para la ciencia básica, especialmente si pudiera estar implicada en la prevención de enfermedades cardiovasculares o esteatosis.En el presente trabajo, utilizando las nuevas herramientas de edición genética CRISPR/cas9 se generó un modelo animal carente de TXNDC5, y una línea celular hepática que replicase el modelo animal. Para ahondar en el conocimiento de la implicación de TXNDC5, se realizaron varias intervenciones dietéticas. Bajo una dieta occidental se encontró en machos un hígado con un contenido más graso en la ausencia de TXNDC5, por ello se decidió estudiar su transcriptoma, encontrándose una mayor expresión de los genes de fase aguda, amiloide sérico 1 y 2 (Saa1 y Saa2) en ausencia de la tiorredoxina. Debido a la previa implicación en aterosclerosis, se estudió la influencia de TXNDC5 en el perfil plasmático, encontrándose una mayor cantidad de amiloide sérico, APOA1 y actividad PAF-AH, sin embargo, también se encontraron mayores niveles de peroxidación lipídica. La caracterización lipoproteica no reveló diferencias en su perfil, localizándose el amiloide principalmente en las partículas de alta densidad nacientes, curiosamente menos oxidadas en ausencia de TXNDC5. Este hecho ofrece un nuevo punto de vista en la influencia del amiloide, previamente descrito como un marcador aterosclerótico. Aunque se había descrito una posible función de TXNDC5 en el plegamiento de la insulina, los experimentos in vivo de este trabajo resumen una menor glicemia acompañada de un aumento de los ácidos grasos no esterificados en plasma. Se realizó una caracterización metabólica en la que no se observó implicación en la gluconeogénesis, pero una mayor sensibilidad a la insulina en ausencia de TXNDC5. Bajo una dieta más agresiva, se observó un resultado similar: una mayor tolerancia a la glucosa y sensibilidad a la insulina, una menor glicemia acompañada de los mayores niveles de ácidos grasos no esterificados y unos sorprendentes mayores niveles de insulina en plasma. Por último, la ausencia de TXNDC5 impide la acumulación de escualeno en el hígado murino, verificando la implicación previamente observada. Este hecho se reprodujo en las gotas lipídicas, orgánulo propuesto para su acumulación, por lo que se realizó una caracterización del proteoma del orgánulo. Se observó no solo la implicación de TXNDC5 sino como el cambió de un único componente en la dieta es capaz de modular su proteoma. Se encontraron varias proteínas moduladas por el escualeno, como TXNDC5, siendo CALR y APMAP influidas también por la tiorredoxina, pudiendo estar implicadas en el mecanismo de acumulación.Todos estos resultados que se describen en este trabajo, unidos al hecho de que solamente se encontraron cambios en machos, dimorfismo sexual similar al experimento inicial, confirman la gran complejidad de TXNDC5 en su función y en los mecanismos moleculares en los que intervienen como se detalla el este trabajo. <br /