Estudio del proceso de modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido sumo en condiciones simuladas de isquemia

Resumen

SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier) es un pequeño polipéptido compuesto por alrededor de 100 aminoácidos que orquesta una variedad de procesos en el interior celular. Se ha descrito que la SUMOilación (modificación postraduccional de proteínas por unión del polipéptido SUMO) tiene efectos neuroprotectores. Sin embargo, las proteínas diana y los mecanismos de regulación han sido poco investigados y se necesita un conocimiento exhaustivo de ello para poder realizar intervenciones con fines terapéuticos a través de la modificación de los niveles de SUMO. Para llevar a cabo esta investigación se sometieron células P19 en estado de proliferación así como neurodiferenciadas a tratamientos de estrés que produjeran escenarios simulados de isquemia, como condiciones de cultivo en ausencia de oxígeno y glucosa (OGD, Oxygen and Glucose Deprivation). Para conocer las proteínas dianas de SUMO es preciso purificarlas selectivamente, por lo que en este trabajo hemos puesto a punto un método para la purificación de las proteínas SUMOiladas (SUMOiloma). Así mismo, a través del uso de una línea celular de células P19 que expresaba de forma estable una construcción de SUMO2 etiquetado con una cola de 10 His hemos conseguido aislar dicho SUMOiloma en condiciones de OGD y tras restablecer las condiciones normales de cultivo (ROGD, Recover from OGD). A través de espectrometría de masas hemos hallado más de 200 proteínas diferentes modificadas por SUMO2 que, en gran proporción, realizan funciones relacionadas con el proceso de transcripción. Para estudiar los mecanismos de regulación por los cuales se producen variaciones en los niveles de SUMO en condiciones de isquemia es importante analizar los cambios en los niveles de expresión de los genes de las proteínas más importantes del ciclo de SUMOilación. En este trabajo hemos hallado que los niveles de expresión de los genes de varias SUMOproteasas descienden mientras que los de varias ligasas ascienden. La alteración de los niveles de expresión de varias proteínas identificadas en nuestro estudio proteómico (NAB2, OCT4 y SOX2), así como de sus mutantes no SUMOilables, y de proteínas del ciclo de SUMOilación como PIAS4, SENP3 y SENP7 produjo cambios significativos en los niveles de supervivencia celular en condiciones de OGD en células P19. Además, un análisis de supervivencia de pacientes con determinados tipos de cáncer correlacionó en el mismo sentido con los niveles de expresión de algunos de estos genes de proteínas del ciclo de SUMOilación. Por todo ello, debido a los efectos que produjeron en los niveles de apoptosis celular en condiciones de OGD así como por su correlación con los niveles de supervivencia de pacientes con varios tipos de cáncer, en este trabajo se han identificado una serie de proteínas participantes en el ciclo de SUMOilación que son candidatos prometedores para la intervención terapéutica tanto en relación al cáncer como a la isquemia.