Transcriptomic, mitochondrial and autophagic phenotype of fibroblasts from parkinson's disease patients carrying prkn mutations
- Autores: Ingrid Gonzalez Casacuberta
- Directores de la Tesis: Glòria Garrabou (dir. tes.), Constanza Moren Núñez (codir. tes.), Francesc Cardellach (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Martí Seves (presid.), Lesley Matalonga Borrel (secret.), Yaroslau Compta Hirnyj (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina e Investigación Traslacional por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Mutaciones en el gen que codifica para la Parkina (PRKN) són la causa más común de la forma juvenil hereditaria autosómica recesiva de la enfermedad de Parkinson. El gen PRKN codifica para una enzima E3 ligasa de la ubiquitina que se ha visto involucrada en varias funciones reguladoras incluídas el turnover de proteínas mediante el proteasoma, la mitofagia, la función mitocondrial así como una función clave en la supervivencia celular. Aun así, se desconocen los mecanismos moleculares precisos mediante los cuales la perdida de función de Parkina conducen a la degeneración de neuronas dopaminérgicas de la substantia nigra en los pacientes con la enfermedad de Parkinson por mutación en el gen PRKN (PRKN-PD).
Una amplia evidencia científica ha reportado la disfunción mitocondrial como un elemento clave en la patogenia de la enfermedad de Parkinson, tanto en sus formas genéticas como esporádicas. De hecho, se ha demostrado que la Parkina desempeña un papel principal en la eliminación de mitocondrias dañadas (mitofagia) y, por lo tanto, en la función mitocondrial. Sin embargo, la Parkina está implicada en la ubiquitinicación y el aclaramiento de muchos otros substratos y nuevos sustratos de PRKN continúan surgiendo periódicamente. En este sentido, la estrategia del análisis transcriptómico puede ser útil para descifrar las vías globalmente desreguladas subyacentes a la etiopatogenia de la PRKN-PD, así como analizar qué papel tiene la mitocondria en ésta.
Por otro lado, existe una creciente evidencia de que la patología de la enfermedad de Parkinson no se limita solo al sistema nervioso central, sino que también está presente en el sistema nervioso autónomo periférico y en los órganos que éste inerva, incluida la piel. En el contexto de la inaccesibilidad del tejido diana en pacientes vivos, existe la necesidad de diseñar modelos celulares específicos del paciente para estudiar la enfermedad. Los fibroblastos derivados de la piel presentan un sistema con mutaciones definidas, el daño celular acumulativo de los pacientes y muestran una expresión génica relevante de PRKN. De hecho, estas células han demostrado recapitular algunas de las alteraciones importantes observadas en el tejido diana de la enfermedad de Parkinson. Sin embargo, estudios previos sobre el estudio de la función mitocondrial en los fibroblastos de PRKN-PD son controvertidos y solo se han realizado en condiciones glucolíticas, que podrían estar enmascarando posibles alteraciones mitocondriales. Además, estudios de la autofagia en estas células son inexistentes. En este contexto, el objetivo principal del estudio ha sido realizar un análisis transcriptómico de los fibroblastos derivados de piel de pacientes afectos de PRKN-PD. Un segundo objetivo principal ha sido el fenotipado de la función mitocondriai y la autofagia en dichas células expuestas paralelamente a una condición estándar glicolítica (glucosa) y a una condición que fuerce el metabolismo mitocondrial oxidativo (galactosa).
Los principales hallazgos de la presente tesis son los siguientes: • Las mutaciones en el gen PRKN causantes de la pérdida de función de la proteína se asocian a un gran número de cambios en la expresión génica en los fibroblastos de pacientes con PRKN-PD.
• Los principales genes diferencialmente expresados en los fibroblastos de pacientes con PRKN-PD se incluyen en dos nodos principales: el primero comprende vías relacionadas con la or anización de la matriz extracelular así como con la roliferación
