Papel de la vía wnt en el circuito de regulación de la pluripotencialidad. Efecto de los inhibidores de la proteína gsk3 b, litio y bio, en las células troncales de origen embrionario

Resumen

La pluripotencialidad y la auto-renovación son las señas de identidad de las células troncales embrionarias. Los circuitos de regulación de estas propiedades aún no han sido descritos en su totalidad, por lo que esta Tesis Doctoral se ha desarrollado dentro de este campo de investigación y en concreto, en el papel de la vía Wnt. a través de la inhibición de la proteína GSK3 ß mediante el tratamiento con los inhibidores litio y BIO. Dosis crónicas y en el rango de concentración nM de los inhibidores aumentan significativamente el nivel del marcador de pluripotencialidad por excelencia, Oct-4 (a nivel de ARN mensajero y proteína), y modifican, en ausencia de LIF, el perfil del ciclo celular, en ausencia de cualquier efecto tóxico ni afectación del nivel de proliferación. Además la inhibición de GSK3 ß también afecta a su sustrato, la proteína ß-catenina, cuyo nivel de fosforilación se reduce, coincidiendo con una mayor translocación de la proteína al núcleo de las células. El tratamiento con los inhibidores no sólo afectan a la vía Wnt, sino que, su acción también afecta a STAT3 y ERK aumentando su nivel de actividad (fosforilación) notablemente por acción del BIO. Altas concentraciones de litio, y una alta reducción de su ARN mensajero (mediante ARN de interferencia), demuestran que existe una regulación de la expresión de Oct-4 en respuesta a la dosis de activación de la vía Wnt a través del grado de inhibición de la diana. Los efectos son diversos y dependientes del estado de la vía LIF/STAT3 lo que presupone una regulación cruzada entre ambas vías. Esta hipótesis se ve reforzada por la existencia de una interacción, detectada por coinmunoprecipitación, entre ERK y GSK3 ß. Mediante técnicas de análisis de los perfiles de expresión se han identificado numerosos elementos regulados por concentraciones nM de litio. Algunos de estos componentes pertenecen a distintas vías de regulación, o son elementos clave para las funciones vitales de una célula, identificandose también genes necesarios para el correcto desarrollo del potencial de este tipo celular. Los datos iniciales obtenidos tras la transferencia del modelo de ratón, a una línea de células troncales embrionarias de origen humano, confirman el efecto de la administración crónica y a bajas concentraciones del litio y el BIO sobre el circuito de regulación de la pluripotencialidad. El trabajo realizado en esta Tesis Doctoral demuestra que es probable que la proteína GSK3 ß a través de la vía canónica de Wnt posea una relación dosis-efecto sobre la pluripotencialidad de las células troncales embrionarias, dependiente del estado de la vía LIF/STAT3, muy probablemente a través de las proteínas ERK. La descripción de nuevos mecanismos y elementos implicados en el complejo sistema de regulación de ambas vías de señalización y del circuito de regulación de la pluripotencialidad, generan respuestas, pero también más preguntas que deberán ser reveladas en un futuro.