Vías de degradación de las proteínas αlfa-sinucleína y dj-1 / park7 implicadas en la patogénesis de la enfermedad de parkinson

Resumen

La degradación de proteínas juega un papel fundamental en la proteostasis celular siendo uno de los factores más relevantes implicados en el desarrollo de las enfermedades neurodegenerativas. Las dos vías mayoritarias de degradación de proteínas intracelulares son la vía de la ubicuitina proteasoma y la vía autofágica lisosomal. Este trabajo aborda el estudio de las rutas proteolíticas que participan en la degradación de α-sinucleína y DJ-1, proteínas implicadas en la patogénesis de la enfermedad de Parkinson. Dentro de la vía autofágica lisosomal, se ha descrito que la autofagia mediada por chaperonas está implicada en la degradación de α-sinucleína, DJ-1 y otros sustratos proteicos como IκBα, Rcan1 y Gapdh. Lamp-2A es la isoforma de Lamp-2 considerada como el receptor de membrana lisosomal para la degradación de proteínas por la vía de la autofagia mediada por chaperonas. En esta tesis se muestra que la interrupción o el silenciamiento de la expresión de Lamp-2 no resulta en un incremento de los niveles en estado estacionario de las proteínas mencionadas anteriormente, como cabría esperar, y tampoco se encuentran diferencias significativas en su degradación entre células control y deficientes en Lamp-2. Por otro lado, DJ-1 silvestre es una proteína con una vida media larga y sus niveles no se alteran por el tratamiento de las células durante 24 horas con inhibidores de la función lisosomal, de la síntesis de proteínas o por la activación de la vía autofágica lisosomal por ayuno de suero. El estudio sistemático de la degradación de DJ-1 silvestre y los mutantes de cambio de sentido sin etiquetar transfectados tanto en fibroblastos embrionarios procedentes de ratones deficientes en DJ-1 (mimetizando el contexto celular de los pacientes de enfermedad de Parkinson portadores de mutaciones homocigóticas) como en células expresando DJ-1 endógeno, muestra que los mutantes puntuales DJ-1 A39S, E64D, R98Q, A104T, D149A, K175E y A179T tienen una vida media larga, similar a la de DJ-1 silvestre y que los mutantes DJ-1 L10P, M26I, A107P, P158Δ, E163K, L166P y L172Q son proteínas inestables. La utilización de inhibidores del proteasoma o de la función lisosomal no es efectiva para prevenir la degradación de estos mutantes inestables de DJ-1. El análisis de la localización subcelular por estudios de inmunofluorescencia indirecta y de fraccionamiento subcelular muestra que los mutantes inestables A107P, P158Δ, E163K, L166P y L172Q se asocian claramente con la mitocondria donde son degradados por la proteasa LonP1 de la matriz mitocondrial, lo que pone de manifiesto, por primera vez, la existencia de una nueva vía de degradación mitocondrial para estos mutantes de DJ-1 patogénicos en la enfermedad de Parkinson.