Desarrollo de modelos con fines diagnósticos y terapéuticos para la deficiencia de fosfomanomutasa 2

• Autores: Alicia Vilas Lagoa
• Directores de la Tesis: María Belén Pérez González (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 200
• Títulos paralelos:
  • Development of models with diagnostic and therapeutic purposes for phosphomannomutase 2 deficiency
• Tribunal Calificador de la Tesis: Beatriz López Corcuera (presid.), Alejandro Garanto Iglesias (secret.), Mercedes Serrano Gimare (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Matemáticas
  • Física
  • Química
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • El defecto congénito de la glicosilación más frecuente, PMM2-CDG, está causado por variantes patogénicas en el gen PMM2 que codifica la enzima fosfomanomutasa 2 (PMM2). El 80% de estas variantes son de cambio de aminoácido y su caracterización funcional ha puesto de manifiesto el carácter conformacional de esta enfermedad al relacionar la pérdida de función de la enzima PMM2 con una alteración en su plegamiento. Por ello, se llevó a cabo una búsqueda de potenciales chaperonas farmacológicas específicas de PMM2 que dio como resultado un compuesto candidato, el compuesto 1-(3-clorofenil)-3,3-bis(piridin-2-il)urea (denominado compuesto VIII), con potencial para recuperar mutantes inestables de PMM2.

    La posibilidad de ampliar el espectro de mutantes potencialmente recuperables con el compuesto VIII ha llevado a la caracterización funcional de 6 variantes patogénicas (p.E93A, p.Y102C, p.Y106F, p.P113L, p.F119L, p.I120T) localizadas en la región de dimerización de PMM2 y a la evaluación del efecto del compuesto en la estabilidad térmica de estos mutantes. Tanto la caracterización estructural como funcional ha confirmado el efecto en la dimerización de las variantes p.E93A, p.F119L y su homóloga de ratón, p.F115L; y se ha recuperado la estabilidad térmica en presencia de compuesto VIII de todos los mutantes analizados, independientemente de su efecto sobre el plegamiento o la dimerización.

    Aunque no se ha logrado identificar el sitio de unión del compuesto VIII a PMM2, la resolución de las estructuras tridimensionales de 6 mutantes de PMM2 libres o unidos a sustratos, ha permitido confirmar desde el punto de vista estructural el efecto patogénico de los mutantes y describir con gran nivel de detalle el sitio de unión de varios sustratos de PMM2. Además, la observación de diferentes conformaciones abiertas y cerradas ha supuesto un punto de partida para nuevos proyectos centrados en el estudio del dinamismo de PMM2 y su posible relación con su mecanismo enzimático.

    Finalmente, se han generado dos modelos hepáticos preclínicos de PMM2-CDG para la búsqueda de biomarcadores de enfermedad y el desarrollo de terapias. El primero de los modelos han sido hepatocitos derivados de iPSC de un paciente de PMM2-CDG siguiendo un protocolo de diferenciación en cascada. Las células diferenciadas presentaron morfología de células hepáticas, marcadores propios de células hepáticas inmaduras y reprodujeron las características patofisiológicas de la enfermedad al mostrar niveles reducidos de proteína PMM2 y de actividad PMM. El segundo modelo han sido organoides hepáticos desarrollados a partir de ductos del hígado de un ratón silvestre. La elevada letalidad del modelo de ratón de Pmm2p.F115L/p.R137H no permitió generar organoides con deficiencia de Pmm2, pero el protocolo está puesto a punto para generar un modelo celular tridimensional que servirá como plataforma de evaluación de compuestos a gran escala.

    En conclusión, hemos completado y aumentado el número de modelos disponibles para el estudio de PMM2-CDG, para la identificación de dianas terapéuticas y biomarcadores, y para el desarrollo de terapias para esta enfermedad huérfana