Caracterización funcional de variantes en genes del sistema del complemento asociadas con patología

• Autores: Héctor Martín Merinero
• Directores de la Tesis: Santiago Rodríguez de Córdoba (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 295
• Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Praga Terente (presid.), Ana Victoria Marín Marín (secret.), Sebastián Albertí Serrano (voc.), María Cristina Vega Fernández (voc.), Pilar Sánchez-Corral Gómez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Investigación Biomédica por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología humana
      • Genética humana
    • Inmunología
    • Biología vegetal (botánica)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    El sistema del complemento es un componente de la inmunidad innata que actúa como una de las primeras barreras en la defensa frente a infecciones. Gran parte de su actividad depende de la vía alternativa, la cual se activa de manera espontánea e inespecífica, y constituye un loop de amplificación de la activación del complemento. Para evitar que por esta vía se genere daño a tejidos propios existe una batería de reguladores de membrana y solubles encargadas de evitar este daño. Variantes en algunos de estos reguladores se han asociado con el desarrollo de patologías, como el síndrome hemolítico urémico atípico y la glomerulopatía de C3. Factor H es el principal regulador de la vía alternativa y para el que se ha identificado el mayor número de variantes en ambas patologías. A pesar de que es una de las proteínas que mejor se conoce del complemento y para la que se han caracterizado funcionalmente un mayor número de variantes, existen muchas otras para las que se desconoce su impacto. Este "vacío" se debe a que aún con todo el conocimiento generado sobre factor H es difícil predecir de manera fiable el impacto de algunas variantes, y a que la caracterización funcional no es un proceso rutinario en los centros de diagnóstico. Además, con estas patologías también se han asociado variantes en las proteínas relacionadas con factor H, originadas por varios eventos de duplicación parcial de factor H. A diferencia del regulador, para estas proteínas se desconoce cuál es su papel en la activación y regulación del complemento y el impacto fisiológico que puedan tener las variantes identificadas. Para abordar estos 2 aspectos en esta tesis se han caracterizado mediante 2 estrategias diferentes el impacto de un total de 108 variantes de factor H de significado incierto asociadas al síndrome hemolítico urémico atípico y/o la glomerulopatía de C3, y se han analizado los ligandos y las propiedades activadoras/reguladoras de la proteína 1 relacionada con factor H y variantes en su extremo C-terminal asociadas al síndrome hemolítico urémico atípico.

    Mediante ambas estrategias de caracterización de factor H hemos podido identificar las variantes con impacto funcional, permitiéndonos asociarlas de manera inequívoca con el desarrollo de las patologías. La clasificación de las variantes se analizó en función de su localización en la proteína, de su frecuencia alélica en población sana, y de las predicciones obtenidas por el software CADD, en busca de patrones que faciliten la interpretación de nuevas variantes en factor H. De estos análisis se concluye que, aunque existe una correlación entre el impacto de las variantes y las variables analizadas, el único método que por ahora permite determinar con exactitud el impacto de las variantes en factor H, y por tanto asociarlas o no con el desarrollo de la enfermedad, es la caracterización funcional mediante aproximación experimental. Por su parte, la caracterización de la proteína 1 relacionada con factor H reveló que tiene la capacidad intrínseca de activar el complemento y que, a diferencia de factor H, carece de la capacidad de reconocer ácidos siálicos de las superficies celulares. Las variantes localizadas en su extremo C-terminal asociadas con el desarrollo del síndrome hemolítico urémico atípico le permiten reconocer ácidos siálicos de superficies propias, aumentando su afinidad por ellas, compitiendo la regulación de factor H y provocando daño mediado por complemento específicamente sobre superficies.

    En conjunto, los resultados generados en esta tesis refuerzan los mecanismos patogénicos del síndrome hemolítico urémico atípico y la glomerulopatía de C3, evidencian el papel

  • English

    The complement system is a component of innate immunity that acts as one of the first barriers in the defense against infections. Much of its activity depends on the alternative pathway, which is activated spontaneously and non-specifically, and constitutes an amplification loop of complement activation. To prevent this pathway from causing damage to host tissues, there is a battery of membrane and soluble regulators in charge of avoiding this damage. Variants in some of these regulators have been associated with the development of pathologies such as atypical hemolytic uremic syndrome and C3 glomerulopathy. Factor H is the main regulator of the alternative pathway and for which the largest number of variants has been identified in both pathologies. Although it is one of the best known complement proteins and for which the largest number of variants have been functionally characterized, there are many others for which its impact is unknown. This "gap" is due to the fact that even with all the knowledge generated on factor H it is difficult to reliably predict the impact of some variants, and that functional characterization is not a routine process in diagnostic centers. In addition, variants in factor H related proteins, originated from multiple partial duplication events of factor H, have also been associated with these pathologies. Unlike the regulator, the role of these proteins in the activation and regulation of complement and the physiological impact that the identified variants may have are unknown. To address these 2 aspects in this thesis, the impact of a total of 108 factor H variants of uncertain significance associated with atypical hemolytic uremic syndrome and/or C3 glomerulopathy have been characterized by 2 different strategies, and the ligands and activating/regulatory properties of factor H related protein 1 and variants on its C-terminal end associated with atypical hemolytic uremic syndrome have been analyzed...