Protección y mecanismos de muerte en la enfermedad de Huntington: Inducción de autofagia como herramienta terapeútica
Advisor
Mena Gómez, María ÁngelesEntity
UAM. Departamento de BioquímicaDate
2015-10-30Subjects
Huntington, Enfermedad de - Tesis doctorales; MedicinaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 30-10-2015Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
La enfermedad de Huntington (EH) es una enfermedad neurodegenerativa hereditaria,
autosómica dominante, que se produce por la expansión anómala del triplete CAG, que
codifica para glutamina, en la región N-terminal de la proteína huntingtina. Esta enfermedad
se caracteriza por presentar síntomas motores, cognitivos y conductuales. La proteína
huntingtina mutada se acumula y tiende a formar inclusiones citoplasmáticas y nucleares,
altera la transcripción de genes, disminuye la actividad mitocondrial y produce activación de
moléculas proapoptóticas. También se produce un aumento en excitotoxicidad, alteración de
la función proteasomal, producción de daño oxidativo y alteraciones metabólicas, producido
por la acumulación de la huntingtina mutada en el interior celular. Debido a esto decidimos
utilizar la estimulación de una de las rutas de eliminación celular de proteínas, la autofagia,
como mecanismo terapéutico contra EH.
Hemos estudiado en cultivos primarios de fibroblastos de piel humanos, de pacientes sanos y
con EH, el efecto de la trehalosa, un inductor de la autofagia, en condiciones basales y tras la
inhibición proteasomal con epoxomicina. El estudio revela una disminución de la activación
de caspasas, producción de especies reactivas de oxígeno y acumulación de proteínas en
fibroblastos EH al tratar con trehalosa, incluso tras la inhibición del proteasoma con
epoxomicina. La trehalosa, que incrementa los niveles de LC3 y LAMP2A (marcadores de
autofagia), promueve la actividad proteasomal tanto en fibroblastos control como EH, lo que
sugiere un importante potencial como herramienta terapéutica en EH. Debido a esto, hemos
profundizado en el estudio de los mecanismos moleculares de la trehalosa en la inducción de
autofagia, determinando la implicación de ERK y TFEB en células Hela, aunque dicha vía de
señalización no está clara en otros tipos celulares. Dada la importancia de la inducción de la
autofagia en el tratamiento de EH, decidimos realizar un screening farmacológico para
determinar nuevos moduladores de la autofagia que pudiesen ser utilizados como tratamiento
contra EH. El screening reveló al grupo de las fenotiazinas como principal candidato que, tras
diversos estudios, mostró un fenotipo bloqueador de la autofagia, produciendo una fusión
autofagosoma-lisosoma disfuncional debido a cambios en el pH de los lisosomas. Este efecto
en las rutas autofágicas produce la acumulación de proteínas sustrato y muestra la importancia
de profundizar aún más en el estudio ya que las fenotiazinas se están utilizando actualmente
como fármacos antipsicóticos Huntington’s disease (HD) is a hereditary neurodegenerative disorder, autosomal
dominant, caused by polyglutamine expansion in the CAG triplet in the N-terminal region in
the huntingtin protein. This disease is characterized by progressive motor, cognitive and
psychiatric deficits. The mutated huntingtin protein accumulates and tend to form cytoplasmic
and nuclear inclusions, produces alterations in gene transcription, diminishes the
mitochondrion activity and produces activation of proapoptotic molecules. The accumulation
of the mutated protein also produces an increase in excitotoxicity, alterations in proteasomal
function, oxidative damage and metabolic alterations. Due to this, we decided to stimulate one
of the degradation pathways, autophagy, as a therapeutic tool against HD.
We have studied the trehalose effect, an autophagy inducer, in primary cultures of human skin
fibroblasts from healthy and HD patients, in basal conditions and after proteasomal
impairment with epoxomicine. The study reveals a decrease in the activation of caspases, in
production of reactive oxygen species and protein accumulation in HD fibroblasts after
treating the cells with trehalose, even after proteasomal inhibition with epoxomicine.
Trehalosae which increases LC3 and LAMP2A levels (autophagy markers), promotes
proteasomal activity in control and HD fibroblasts, this suggest an important potential as a
therapeutic tool in HD. Due to this results, we have got deeper in the study of the molecular
mechanisms of trehalose in autophagy induction, determining the implication of ERK and
TFEB in Hela cells, although this signalling pathway is not clear in other cell types. The
importance of autophagy induction in HD treatment take us to perform a pharmacological
screening to determine new autophagy modulators which can be used as a treatment against
this disease. The screening showed the phenothiazine group as the main hit and, after some
studies, it showed as an autophagy blocker, producing a non-productive autophagosomelysosome
fusion due to changes in lysosomal pH. This effect in autophagic pathways
produces the accumulation of cargo protein and shows the importance of getting deeper in this
study because these drugs are being used nowadays as antipsychotic drugs on patients
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Texto de la Tesis Doctoral
Google Scholar:Fernández Estévez, María Ángeles
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