Mecanismos moleculares de inducción de autofagia por trail en células epiteliales de mama y su relación con apoptosis y transformación oncogénica

  1. Griselda Herrero Martín
Supervised by:
  1. Abelardo López Rivas Director

Defence university: Universidad de Granada

Year of defence: 2008

Committee:
  1. Joan Gil Chair
  2. María del Carmen Ruiz Ruiz Secretary
  3. Fº Javier Oliver Pozo Committee member
  4. Patricia Boya Tremoleda Committee member
  5. Cristina Muñoz-Pinedo Committee member

Type: Thesis

Teseo: 193162 DIALNET

Abstract

La autofagia es un proceso por el que las células degradan organelas, citoplasma y proteínas de vida media larga para reciclar nutrientes. Así, la autofagia actúa como una respuesta de supervivencia frente a condiciones de falta de nutrientes o cuando las células presentan organelas dañadas. Sin embargo, el aumento de la autofagia o bien una autofagia prolongada pueden contribuir a la muerte celular. El destino final de la célula va a depender del tipo de estímulo, del tipo celular o del nivel de autofagia inducida. En esta tesis, se muestra que el ligando de la superfamilia del factor de necrosis tumoral (TNF) que induce apoptosis (TRAIL), produce un aumento de la degradación de proteínas de vida media larga e induce la formación de vesículas autofágicas (autolisosomas y autofagosomas) en células epiteliales de mama MCF10A. La inhibición de la autofagia mediante cotratamiento con 3-Metiladenina (un inhibidor de la PI3K clase-III) sensibiliza a las células a la apoptosis inducida por TRAIL. Además, la depleción de proteínas de autofagia (Beclina1 y Atg7) mediante ARNs de interferencia (siRNAs) bloquea la formación de vesículas autofágicas y sensibiliza a las células a la apoptosis mediada por TRAIL. El mecanismo por el cual TRAIL es capaz de inducir autofagia en células MCF10A implica la activación de la quinasa activada por TGF-ß (TAK1), que a su vez activa a otra quinasa reguladora del estado energético de la célula (AMPK), dando lugar a la inhibición de mTOR. mTOR bloquea la señalización de autofagia, por lo que su inhibición permite la formación de autofagosomas en la célula. Para que este proceso se lleve a cabo, la célula necesita que TRAIL, tras unirse a su receptor TRAIL-R2, reclute las proteínas del complejo inductor de muerte (DISC): caspasa-8, FADD, FLIP y RIP. Además, caspasa-8 y FADD son requeridos para la activación de la ruta TAK1-AMPK-mTOR. Por otro lado, TRAIL también activa a la quinasa de c-Jun (JNK), para lo cual necesita la presencia de FADD y RIP1. La activación de JNK por TRAIL induce la formación de vesículas autofágicas en células epiteliales de mama. Ambas rutas parecen ser suficientes para que tenga lugar la autofagia. En otros modelos epiteliales como las células humanas pigmentadas de retina (RPE1) o fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs), TRAIL activa a AMPK de forma dependiente de TAK1. Además, en células RPE1, TRAIL es capaz de inducir autofagia mediante la activación de TAK1. Por otro lado, en esta tesis se demuestra que la transformación oncogénica, bien utilizando modelos tumorales de mama (MCF7) o bien transformando las células epiteliales MCF10A con los oncogenes Ras y Src, bloquea la autofagia inducida por TRAIL. Además, se aportan datos que muestran que la transformación por Ras actúa entre AMPK y mTOR, ya que TRAIL es capaz de activar a AMPK pero no de inhibir a mTOR en células MCF10A-Ras. Adicionalmente, se describe que las rutas PI3K/Akt y MEK/ERK están implicadas en la inhibición de la autofagia mediada por TRAIL en células transformadas con Ras. Finalmente, se ha realizado un estudio de la relación entre apoptosis y autofagia inducidas por TRAIL en células normales y tumorales de mama, demostrando que TRAIL induce autofagia pero no apoptosis en células epiteliales de mama, e induce apoptosis pero no autofagia en células tumorales o transformadas de mama. Además, cuando se bloquea la ruta de inducción de autofagia mediada por TRAIL en células MCF10A o RPE1, las células se sensibilizan a la apoptosis. De modo inverso, al bloquear la apoptosis inducida por TRAIL en células MCF10A-Ras, éstas son capaces de inducir la formación de vacuolas autofágicas. Así, ambos mecanismos están interconectados, y nuestros datos sugieren que la autofagia está bloqueando la apoptosis por debajo de la formación del DISC de TRAIL. Sin embargo, aún faltan muchos estudios por hacer para determinar qué hace que una célula decida ir a autofagia o a apoptosis y cómo se interconectan ambas rutas de señalización.