Función de ihog, boi, dally y dmwif en la formación del gradiente morfogenético de hedgehog en el disco imaginal de ala de drosophila. Análisis de la divergencia funcional de los factores wif-1 humano y de drosophila

Abstract

La vía de señalización de Hedgehog (Hh) es de crucial importancia en el desarrollo de numerosos organismos, estando fuertemente conservada desde Drosophila hasta humanos. Alteraciones en la vía han sido relacionadas con diversas patologías, estando su desregulación implicada en diferentes tipos de cáncer. Hh actúa como un morfógeno desencadenando distintas respuestas en función del gradiente de concentración que reciben las células. Una de las cuestiones más interesantes en biología del desarrollo es conocer cómo se establecen los gradientes morfogenéticos, ya que estos son los que determinan el grado de respuesta de la célula ante una determinada señal. En esta Tesis Doctoral se ha empleado el disco imaginal de ala de Drosophila melanogaster como modelo de estudio ya que esta estructura de carácter epitelial constituye un paradigma en el estudio de los mecanismos de señalización celular durante el desarrollo. El primer objetivo de esta Tesis Doctoral fue intentar entender cómo las distintas proteínas presentes, tanto en la membrana plasmática de las células productoras de Hh, como en la matriz extracelular (MEC) participan en el establecimiento del gradiente morfogenético de Hh. Los resultados obtenidos demuestran que las interacciones de Hh con las proteínas transmembrana de la familia de las inmunoglobulinas Ihog y Boi, con el glipicano Dally y con el factor difusible DmWif son esenciales para la correcta formación del gradiente de Hh. En líneas generales se puede concluir que Ihog, Boi y Dally favorecen la retención de Hh en las células productoras, mientras que DmWif contrarresta este efecto favoreciendo su movilidad o liberación. La interacción entre estas proteínas en la estequiometria apropiada establece la formación precisa del gradiente de Hh. Por otro lado, basándonos en nuestra hipótesis de que el gradiente de Hh se forma a través de la parte basolateral del epitelio del disco de ala se sugiere que, para la correcta secreción, la proteína Hh que se externaliza en la parte apical del epitelio se retiene por Dally y Boi, lo que promueve su reinternalización para salir a continuación por la parte basolateral del epitelio. En la segunda parte de esta Tesis Doctoral se estudió la divergencia funcional existente entre las proteínas Wif-1 de Drosophila (DmWif) y humana (WIF1). Pese a la gran conservación evolutiva entre ambas proteínas, la primera participa como un factor esencial dentro de la vía de Hh, mientras que la humana se ha caracterizado como un represor de la vía de Wnt. Ambas formas están constituidas por un dominio WIF (WD) y por cinco repeticiones de dominios EGF (Epidermal Growth Factor). Mediante la generación de proteínas quiméricas que intercambiaban los dominios de las formas humana y de Drosophila, se analizó la función de dichos dominios durante el desarrollo del ala. Se observó que mientras que el WD es el responsable de la discriminación entre Hh o Wnt, los EGFs parecen ser importantes para la interacción de estas proteínas con los glipicanos Dally y Dally-like. A pesar de ello, los resultados parecen concordar con la hipótesis de que el sinergismo entre WD y EGFs daría lugar a la conformación estructural necesaria para la correcta interacción tanto con el morfógeno como con los glipicanos. Palabras clave: Hedgehog, Señalización celular, Biología del desarrollo, Ihog, Boi, DmWif, Glipicanos, Wingless, Wif-1.