Estudi de les funcions biològiques de les nucleases apoptòtiques endog, exog i tatd

Resumen

Las nucleasas forman una familia de genes conservados evolutivamente, que se han involucrado en la muerte celular programada y en la proliferación celular en eucariotas. Una de las nucleasas mitocondriales más estudiadas es EndoG, la cual fue identificada por nuestro grupo como nucleasa implicada en degradación del ADN en el miocardio durante la isquemia. Sin embargo, también presenta una función relevante en la fisiología del corazón, ya que la pérdida de función de Endog en cardiomiocitos causa un aumento de la masa ventricular izquierda. Recientemente, nuestro laboratorio ha descubierto una función de EndoG relacionada con la proliferación celular. En los últimos años se ha sugerido que la nucleasa mitocondrial ExoG, paráloga de EndoG en eucariotas superiores, podría llevar a cabo funciones similares a EndoG. Sin embargo, aún no se ha investigado la posible interdependencia entre ExoG y EndoG tanto a nivel de expresión como en su función sobre la proliferación. Por otra parte, TatD fue descubierta como una nucleasa relacionada con la ejecución de la muerte celular programada en C. elegans. La disminución de TatD en el nematodo produce un fenotipo similar al observado con el silenciamiento de Endog. Sin embargo, su función en mamíferos es desconocida. En este trabajo se demuestra que EndoG, ExoG y TatD tienen una expresión tisular diferente entre ellas. De las tres nucleasas, sólo ExoG se encuentra más expresada en tejidos neonatales respecto a los adultos (a excepción del cerebro) sugiriendo un papel en el desarrollo. De los tejidos analizados, EndoG abunda principalmente en el corazón, ExoG en cerebro y TatD tiene una distribución homogénea entre los diferentes tejidos. En cuanto a la localización subcelular, EndoG y ExoG son mitocondriales mientras que TatD, sorprendentemente, es citosólica. Tanto la reducción de Endog como Exog limita la proliferación celular en líneas no tumorales y en cultivos primarios tridimensionales de glándulas de un modelo de cáncer de endometrio. En cambio, la disminución de la expresión de Tatd no tiene ningún efecto en la proliferación. A diferencia de EndoG, ExoG y TatD no cambian de compartimento celular ni participan en la degradación del ADN nuclear bajo isquemia experimental en cardiomiocitos ni tampoco en modelos celulares dependientes de caspasas. También hemos demostrado que ExoG y EndoG regulan el tamaño de los cardiomiocitos probablemente por mecanismos comunes, mientras que TatD no está implicada. La generación y estudio del nuevo modelo murino Tatd-/- demuestra que este gen no es esencial para la viabilidad y fertilidad del ratón. Los ratones Tatd-/- presentan cambios en la expresión de varios transcritos en corazón y cerebro que sugieren un rol en procesos que implican transporte de proteínas y señalización celular en estos tejidos. El análisis conductual de este modelo de ratón revela déficits locomotores compatibles con la fatiga, sin síntomas de depresión y ansiedad. En conjunto, nuestros datos muestran que ExoG y EndoG tienen funciones comunes en la regulación del crecimiento de los cardiomiocitos y en la proliferación celular y que TatD podría estar implicada en la regulación de procesos de transporte de proteínas en el corazón y el cerebro, siendo importante para una correcta función motora.