Papel de las gtpasas de la familia rho y la glucógeno fosforilasa en la proliferación linfocitaria

Resumen

Las GTPasas monoméricas, junto con sus moléculas reguladoras y efectoras, participan como interruptores moleculares centrales en rutas de señalización de prácticamente la totalidad de procesos que regulan la fisiología celular. Se presentan en dos conformaciones, una inactiva (asociada a GDP) y otra activa (asociada a GTP), y se encuentran reguladas por factores intercambiadores de guanosina (GEF), por proteínas activadoras de GTPasas (GAP) y por inhibidores de disociación de guanosina (GDI). Dentro de las GTPasas de la familia Rho caben destacar los miembros RhoA, Rac1 y Cdc42, implicados en procesos celulares como la organización del citoesqueleto de actina necesaria para la migración celular y la secreción de proteínas, o la activación de la transcripción génica, necesaria para la proliferación celular. Es conocido el papel de estas GTPasas en la transmisión de señales derivadas del receptor de linfocitos T. Sin embargo, es prácticamente desconocido su grado de implicación en las señales iniciadas tras la unión de IL-2 con su receptor. El presente trabajo se ha centrado en determinar la contribución de las GTPasas de la familia Rho en la transducción de señales emanadas a partir del receptor de IL-2, que resultan en la proliferación de linfocitos T. Hemos observado que el estímulo con IL-2, factor de crecimiento por excelencia de linfocitos T, induce la activación de las GTPasas Rac1 y Cdc42 en células Kit 225, por un mecanismo dependiente del factor intercambiador STEF. Rap1, una GTPasa de la familia Ras, se encuentra implicada aguas arriba de la activación de Rac1, y su interacción con el dominio TSS de STEF es imprescindible para la activación de moléculas aguas abajo de Rac1. Se ha llevado a cabo un abordaje proteómico para identificar proteínas de unión a Rac1 y Cdc42, en células estimuladas con IL-2. Estos análisis han llevado a la identificación de la glucógeno fosforilasa (GP), catalizadora de la liberación de moléculas de glucosa a partir del glucógeno, como una molécula que interacciona con la forma activa de Rac1, lo que conduce a su propia activación. La identificación en GP de un dominio de homología a la molécula efectora PAK1 (denominado RBDGP) sugiere que GP es una nueva molécula efectora de Rac1. Hemos demostrado que la actividad catalítica de GP es dependiente de la estimulación con IL-2, así como de la interacción con Rac1 en su estado activo y del dominio de unión RBDGP. Por último, hemos constatado que la actividad funcional de GP, dependiente de Rac1, es imprescindible para la proliferación inducida por IL-2, puesto que el bloqueo de la actividad de GP impide la proliferación de células Kit 225. Estos resultados identifican en Rac1 un nexo de conexión que necesariamente ha de existir entre la regulación del metabolismo y la regulación de la proliferación celular. GTPasa monomerikoek zein haien molekula erregulatzaile eta eragileek molekula-etengailu zentral gisa egiten dute lan, zelularen fisiologia erregulatzen duten ia prozesu guztien seinalizazio-ibilbideetan. Modu inaktiboan GDPari lotuta- zein modu aktiboan GTPari lotuta- ager daitezke, eta aktibazio-inaktibazio prozesua hainbat faktorek erregulatzen dute, hala nola, guanosinaren aldaketa-eragileek (GEF), GPTasa aktibatzen duten proteinek (GAP) eta guanosina disoziatzen duten inhibitzaileek (GDI). Rho familiaren GTPasen barruan, nabarmentzekoak dira RhoA, Rac1 eta Cdc42, zelularen hainbat prozesutan parte hartzen dutelako. Prozesu horien adibide dira ondorengoak: zelulen migraziorako beharrezkoak diren aktinazko zitoeskeletoaren berrantolaketa; proteinen sekrezioa; edo zelulen ugalketa gertatu ahal izateko behar den transkripzio genikoa aktibatzea. Jakina da GTPasa hauek T linfozitoen errezeptorearen aktibazioaren ondorioz zelula barneko seinalizazioan duten eragina. Hala eta guztiz ere, ez da askorik ezagutzen IL-2a bere errezeptoreari batzean izan dezaketen eragina. Esku artean duzun ikerketa lan honetan Rho familiako GTPasek IL-2aren errezeptoretik sortutako seinaleen bideraketan duten ekarpena aztertu da. T linfozitoen hazkunde eragilea den IL-2ak Rac1 eta Cdc42 GTPasen aktibazioa eragiten duela ikusi dugu Kit 225 zeluletan. IL-2aren eraginez Rac1 egoera aktibora aldatzen duen GEF-a STEF dela ere ikusi dugu. IL-2aren errezeptorearen eta Rac1-en artean, berriz, Rap1-en, Ras familiako GTPasaren, ekintza beharrezkoa da. Gainera, Rap1-en eta STEF-en TSS domeinuaren arteko elkarrekintza beharrezkoa da Rac1-en molekula eragileak aktibatu ahal izateko. IL-2-a gehitutako Kit 225 zeluletan, Rac1 eta Cdc42 GTPasei lotutako proteinak identifikatze aldera proteomika bidezko azterketetan glukogeno fosforilasa (GP), glukogeno kateetatik glukosa molekulak askatzen dituen entzima, Rac1-en egoera aktiboari lotuta atzeman da, GP-a egoera aktibora bihurtuz. GP-aren sekuentzian PAK1 molekula erantzuleak Rac1ekin batzeko erabiltzen duen domeinuaren antzekoa aurkitu dugu, RBDGP bezala izendatua izan dena, GP Rac1-en molekula erantzule berria litzatekeela iradokituz. GP-ren aktibitate katalitikoa burutzea IL-2aren estimuluaren menpe agertzen da, eta, gainera, Rac1-en egoera aktiboaren eta GP-aren RBDGP domeinuaren artean elkarreragina gertatzea beharrezkoa da. Azkenik, Rac1-en menpeko GP-aren jarduera funtzionala IL-2ak eragindako hazkundean beharrezkoa dela ikusi dugu, GParen inhibitzaile baten bidez honen jarduera eragotziz gero, ez baita zelulen ugalketarik gertatzen. Emaitza hauek Rac1-en ekintzak bideratutako ezinbesteko lotura agertzen dute metabolismoaren eta zelulen ugalketaren erregulazioan.