Lligams funcionals i bioquímics entre els transportadors de nucleòsids i el metabolisme de nucleòtids

• Autores: Catalina Maria Perelló Reus
• Directores de la Tesis: Marçal Pastor Anglada (dir. tes.), Sandra Pérez Torras (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Rafael Artuch Iriberri (presid.), Ester Ballana (secret.), Yolanda Cámara Navarro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
    • Fisiología humana
      • Metabolismo humano
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • El manteniment d’uns nivells equilibrats de nucleòtids és necessari per l’homeòstasi cel·lular. El contingut de nucleòtids de la cèl·lula ve determinat per l’entrada de nucleòsids per part de transportadors específics i les vies de recuperació i de síntesi de novo de purines i pirimidines. Aquestes vies es troben altament regulades a diferents nivells i probablement estan controlades per mecanismes que permeten algun tipus de coordinació entre ells. Per desxifrar possibles relacions funcionals d’aquesta maquinària, en aquest treball hem estudiat la relació entre els transportadors de nucleòsids i altres elements del metabolisme de nucleòtids. Hem estudiat la interacció i el possible lligam funcional entre el transportador concentratiu de nucleòsids 3 (CNT3) amb ADK (adenosina quinasa), SAMHD1 (sterile alpha-motif (SAM) and histidine-aspartate (HD) domain-containing protein 1) i QDPR (quinoid dihydropteridin reductase), totes elles relacionades d’alguna manera amb el metabolisme de nucleòtids. La validació bioquímica i funcional d’aquestes interaccions ha evidenciat la interconnexió entre CNT3 i la maquinària implicada en el metabolisme de nucleòtids. S’han pogut observar canvis a nivell transcripcional i d’activitat dels transportadors de nucleòsids per la disminució dels nivells de SAMHD1. També s’ha observat que els CNTs i QDPR poden provocar modificacions transcripcionals entre ells. Una sobreexpressió de QDPR provoca variacions en l’expressió dels transportadors implicats amb el transport de pirimidines, CNT1 disminueix i CNT3 augmenta. Mentre que, la sobreexpressió de CNT1 provoca un augment del mRNA de QDPR. Per altra banda, s’han estudiat les alteracions metabòliques que pateix la cèl·lula per la sobreexpressió de CNT3. Els canvis observats en els nivells de 5-MTHF i aminoàcids concrets podria relacionar l’activitat del transportador amb els donadors de nitrogen i carboni disponibles per a la síntesi de novo de nucleòtids. Aquests elements estan relacionats amb el metabolisme dels folats i de la metionina que a la vegada estan relacionats amb l’acció de QDPR i ADK.

    Els anàlegs de nucleòsids que s’internalitzen pels transportadors de nucleòsids s’utilitzen en el tractament del càncer i normalment s’administren en forma de profàrmac. La seva activació metabòlica aprofita diferents passos implicats en el metabolisme de nucleòtids. De manera que canvis en aquestes vies poden ser extremadament rellevants per determinar l’activació del fàrmac i la seva acció en la teràpia del càncer. Recentment, s’han desenvolupat tractaments de primera línia per leucèmia mieloide aguda (LMA) que combinen l’acció d’inhibidors d’FLT3 i l’anàleg de nucleòsids Ara-C (citarabina). En aquest treball hem observat la correlació positiva dels mRNAs d’enzims implicats en el metabolisme d’Ara-C com desoxicitidina quinasa (dCK), la 5’-nucleotidasa cN-II i SAMHD1 en mostres de pacients pediàtrics d’LMA. També hem demostrat la relació entre la inhibició d’FLT3 i aquests elements, el que reforça la possibilitat de que es doni una regulació coordinada en la maquinària del metabolisme de nucleòtids per part d’aquest receptor tirosina quinasa. Hem observat que la inhibició d’FLT3 provoca un augment dels nivells d’mRNA de cN-II i SAMHD1 en la línia cel·lular MV4-11 que presenta la mutació FLT3-ITD. De manera funcional s’ha observat que la inhibició farmacològica de cN-II potencia l’efecte de la combinació entre AC22O i Ara-C. A més, AC220 també disminueix la fosforilació de SAMHD1. Aquestes observacions també suggereixen que per evitar la quimiorresistència és important considerar la pauta d’administració d’Ara-C i inhibidors d’FLT3 en el tractament d’LMA. En general, aquest treball proporciona noves evidències que suggereixen l’existència de xarxes proteiques que promouen la regulació coordinada de la maquinària implicada en el metabolisme de nucleòtids.