Role of cerebral dopamine neurotrophic factor in endoplasmic reticulum stress.
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Date
2019
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Abstract
El factor neurotrófico cerebral dopaminérgico (CDNF) es un péptido de 187 aminoácidos
localizado en el retículo endoplasmático de numerosos tipos celulares y conservado
evolutivamente. CDNF ejerce un efecto protector sobre las neuronas en modelos celulares y
animales de diversas enfermedades neurodegenerativas, pero se desconoce el mecanismo
molecular de este efecto. Muchas enfermedades neurodegenerativas se han relacionado con
una desregulación de la proteostasis en el retículo endoplásmico. La desregulación de la
proteostasis produce estrés reticular lo que gatilla inicialmente la respuesta adaptativa a
proteínas mal plegadas y, si el estrés persiste en el tiempo, se inducen vías de señalización
relacionadas a la muerte celular o apoptosis. Varios estudios han revelado que una respuesta
adaptativa resuelve el estrés de retículo endoplasmático atenuando la síntesis de proteínas,
induciendo la expresión de chaperonas y metabolizando las proteínas mal plegadas. En esta
tesis, investigamos si CDNF regula la proteostasis del retículo endoplásmico. Con este fin,
se determinó la función de CDNF en un modelo de estrés de retículo endoplásmico inducido
por Tapsigargina, en células HEK293-T y neuronas hipocampales en cultivo. Se observó que
la expresión de CDNF aumentó significativamente la viabilidad de células HEK293-T
expuestas a Tapsigargina. Este efecto, correlacionó con aumento de los niveles de proteínas
protectoras de la respuesta a proteína mal plegada temprana tales como BiP, ATF4, ATF6 y
XBP-1, tanto en las células HEK293-T como en neuronas. Además, la expresión de CDNF
redujo los niveles de las proteínas pro-apoptóticas CHOP y caspasa-3 activa. Se determinó
que CDNF protege a las células desde el retículo endoplásmico, dado que una versión
mutante de CDNF carente de la secuencia de retención en retículo endoplásmico, y por lo
tanto secretada, no protegió a las células frente al estrés inducido por Tapsigargina. En
conclusión, CDNF regula la proteostasis en retículo endoplásmico induciendo la respuesta a
proteína mal plegada adaptativa e inhibiendo las vías pro-apoptóticas activadas por el estrés
de retículo endoplásmico. Finalmente, en la última parte de esta tesis se diseñó y construyó
un dispositivo molecular de expresión regulada de CDNF, que combina métodos
optogenéticos con una plataforma lentiviral.
Description
Tesis (Ph.D. in Biological Sciences with a mention in Cellular and Molecular Biology)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2019