Adaptación de la vía secretora en modelos de diferenciación neuronal

Tesis

Summary *

El transporte intracelular de proteínas es una actividad esencial para las células eucariotas. La vía secretora ejecuta el transporte de proteínas hacia el exterior celular y participa en el transporte de proteínas y lípidos entre los diferentes compartimentos celulares. La coordinación de las distintas etapas de transporte entre los compartimentos intracelulares es necesaria para permitir el flujo de membranas y mantener el tamaño de las organelas y la homeostasis celular. La vía secretora posee una participación crucial durante procesos de diferenciación celular. Específicamente en el caso de las neuronas, el proceso de diferenciación implica la adquisición de un fenotipo polarizado extremo que se acompaña de una importante expansión de la membrana plasmática. Esta expansión requiere de un incremento de la síntesis y transporte de proteínas y lípidos que forman parte de la membrana celular, y necesita de la adaptación de la vía secretora para responder a la mayor demanda de su función. Importantes avances se han realizado en relación a los factores que participan en el establecimiento de la polaridad neuronal. Sin embargo, los mecanismos que regulan la expresión de proteínas que participan en la vía secretora en este tipo de células han sido poco explorados. En este trabajo se emplearon dos modelos celulares para estudiar la adaptación de la vía secretora en el contexto de la diferenciación neuronal: la línea celular PC12 proveniente de un feocromocitoma de rata y cultivos primarios de neuronas de hipocampo de rata, cuyo desarrollo in vitro está muy bien caracterizado. Las células PC12 responden al tratamiento con factor de crecimiento nervioso (NGF) adquiriendo muchas de las propiedades de las neuronas simpáticas, como el crecimiento de neuritas y la expresión de genes específicos de neuronas. Se demostró que la diferenciación de células PC12 con NGF promueve el incremento de los niveles de proteínas de transporte y del tamaño del Golgi. Además, se encontró que durante este proceso aumentan los niveles de CREB3L2, un miembro de la familia de factores de transcripción CREB3, los cuales tienen, entre otras, la función de regular la expresión de proteínas de transporte. Se definió que la respuesta de CREB3L2 a NGF está controlada por las vías de MAPK y AMPc, ambas reguladoras de la neuritogénesis. Además, se observó que la inhibición parcial de la expresión de CREB3L2 altera el desarrollo normal de neuritas en respuesta a NGF. También se determinó que durante los primeros días del desarrollo in vitro de neuronas de hipocampo, el incremento de los niveles de las proteínas de transporte es concomitante con el aumento de CREB3L1, otro miembro de la familia CREB3. En este contexto, el bloqueo de la actividad transcripcional de CREB3L1 produce alteraciones en el desarrollo neurítico normal. Curiosamente, CREB3L1 y no CREB3L2, incrementa en células PC12 tratadas con 6-Hidroxi Dopamina, una neurotoxina utilizada en modelos de la enfermedad de Parkinson. En conjunto, los resultados de esta tesis posicionan a los factores CREB3 como mediadores de la respuesta homeostática adaptativa necesaria en procesos fisiológicos y patológicos en células del sistema nervioso. Information provided by the agent in SIGEVA