Estudi de la regulació de la proteïna proapoptòtica RTP801 per l’E3 ubiquitina lligasa parkina en la malaltia de Parkinson

• Autores: Joan Romani Aumedes
• Directores de la Tesis: Esther Pérez Navarro (dir. tes.), Cristina Malagelada Grau (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Isabel Fariñas Gómez (presid.), Silvia Ginés Padros (secret.), Miquel Vila Bover (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Patología
      • Neuropatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  Dipòsit Digital de la UB  TDX 
• Resumen

  • Las mutaciones en el gen PARK2 están asociadas con la aparición del parkinsonismo juvenil autosómico recesivo (AR-JP). A través de distintos mecanismos estas mutaciones conllevan la perdida de la función E3 ligasa de la proteína parkina, con lo que promueven la acumulación toxica de proteínas que resulta en una lenta pero progresiva degeneración y muerte neuronal. En este trabajo, se ha descrito la proteína RTP801/REDD1, proapoptótica y reguladora de la cinasas de supervivencia mTOR y Akt, como sustrato de la parkina. Se ha observado que la parkina y la RTP801 interaccionan en cultivos celulares y que la RTP801 es poliubiquitinada mediante la actividad E3 ligasa de la parkina para ser señalizada y degradada via sistema ubiquitina-proteasoma. Así, se ha visto que la sobrexpresión de la parkina promueve el descenso de los niveles de la RTP801, mientras que el noqueo de la parkina tiene el efecto contrario, con lo que promueve la acumulación de la RTP801 en células neuronales PC12 y en cultivos primarios de neuronas simpáticas y corticales, donde también promueve la inactivación del eje mTOR/Akt. De manera consistente, en PC12 neuronales la parkina ectópica es capaz de ejercer una protección ante la toxicidad provocada por la elevación de los niveles de la proteína RTP801, ya sea sobrexpresada o inducida por la neurotoxina 6-OHDA. Este efecto es dependiente de la poliubiquitinación K48 y posterior degradación de la RTP801, como lo demuestra la ausencia de efecto de la parkina en frente del mutante RTP801 K-R no ubiquitinable. De forma consistente, la parkina mutante inactiva carece de función protectora, mientras que el noqueo de la parkina promueve la sensibilización de los cultivos celulares ante la toxicidad de la proteína RTP801 y también de la 6-OHDA, en un mecanismo dependiente de la elevación de la RTP801. Gracias a la observación de elevados niveles de la proteína RTP801 en el cerebro de ratones knock out para la parkina (PaKO), así como en fibroblastos de pacientes con AR-JP se ha podido determinar que la RTP801 es un auténtico sustrato in vivo de la parkina. Además, se ha detectado un elevado porcentaje de neuronas dopaminérgicas con un elevado grado de tinción positiva por la RTP801 en la sustancia negra pars compacta de cerebros post mortem de pacientes parkinsonianos con mutaciones en el gen de la parkina. En conjunto, estos resultados indican que la RTP801 es un nuevo sustrato de la actividad E3 ligasa de la parkina, y que podría estar contribuyendo a la neurodegeneracion causada por la pérdida de la expresión o actividad de la parkina. El intercambio de información entre neuronas es un proceso vital que tiene lugar en los contactos sinápticos, o sinapsis. En este trabajo se ha determinado que la proteína RTP801 está presente preferentemente en el compartimento postsináptico de distintas regiones cerebrales de rata, así como en el estriado humano y en cultivos primarios corticales y hipocampales de rata, donde colocaliza con las espinas dendríticas. Asimismo, se ha descrito que la elevación ectópica de la RTP801 postsináptica promueve una disminución en la fuerza de la transmisión sináptica excitatoria, mediada por el descenso en la expresión de distintos marcadores sinápticos implicados en la señalización de los receptores NMDA y AMPA. Además, se ha visto que el efecto nocivo de la neurotoxina 6-OHDA sobre las proteínas postsinápticas PSD95 y GluA1, es dependiente de la elevación de la RTP801. Además, este trabajo abre la puerta a una posible regulación de la RTP801 sináptica por parte de la parkina. La pérdida de inervación dopaminérgica en el estriado parkinsoniano promueve un efecto distrófico en las dendritas de las neuronas espinosas medianas estriatales. En el presente trabajo se ha descrito que las muestras estriatales post mortem provenientes de pacientes parkinsonianos presentan una mayor acumulación de la proteína RTP801 tanto en los lisados totales como en los sinaptosomas, así como una reducción de la activación del eje mTOR/Akt. Estas observaciones abren la puerta a una posible implicación de la RTP801 en la disfunción sináptica estriatal característica de la enfermedad de Parkinson.