Mecanismos autofágicos no convencionales implicados en el control del tráfico endocítico y la señalización celular

Resumen

La autofagia es una ruta de degradación celular que actúa como un mecanismo de control de calidad del citoplasma, eliminando agregados proteicos, orgánulos dañados y microorganismos invasores. Aunque la degradación aleatoria de citoplasma es una respuesta común a estrés nutricional, en los últimos años se han descrito modalidades selectivas de autofagia, responsables de la eliminación específica de componentes potencialmente dañinos. Consecuentemente, alteraciones en esta ruta están implicadas en la patogénesis de distintos desórdenes. Recientemente se ha descrito que el incremento de la susceptibilidad a enfermedad de Crohn está asociado, entre otros factores, al polimorfismo A300 en el efector autofágico ATG16L1. La molécula ATG16L1 no sólo es un efector esencial de la ruta autofágica, sino que también se encuentra implicada en funciones autofágicas no convencionales, esto es, no ligadas a esta vía degradativa. Entre las funciones no convencionales de ATG16L1 destacan el control inflamatorio, el tráfico de vesículas secretoras en determinados tipos celulares o la eliminación de microorganismos invasores. Resultados previos del laboratorio han demostrado que ATG16L1 interacciona con la proteína transmembrana TMEM59, desencadenando un fenómeno autofágico atípico cuyo estudio ha contribuido a dilucidar algunas de las funciones no convencionales en las que se encuentra implicado ATG16L1. En el caso de TMEM59, la activación de ATG16L1 conduce al marcaje con LC3 de endosomas de membrana sencilla en los que se localiza la propia molécula, siendo dirigidos más eficazmente al compartimento lisosómico. TMEM59 interacciona con el dominio WDD de ATG16L1, a través de un motivo aminoacídico que está presente en diversidad de moléculas de distinta entidad biológica. Esta interacción se altera en presencia del alelo de riesgo A300, ralentizándose el tráfico intracelular de TMEM59 y reduciéndose la respuesta xenofágica frente a Staphylococcus aureus. Entre las moléculas que interaccionan con ATG16L1 destaca, asimismo, A20/TNFAIP3, que modula la respuesta antiinflamatoria regulando la vía NF- κB. La interacción entre ATG16L1 y A20 había sido descrita previamente en el laboratorio. Adicionalmente, ensayos preliminares de microarrays peptídicos habían contribuido a identificar un elevado número de proteínas transmembrana que presentan diferentes versiones del motivo de unión al dominio WDD de ATG16L1 en sus regiones intracelulares. Entre el conjunto de moléculas identificado, destacan una colección de receptores de citoquinas pro y antiinflamatorias. Los ensayos moleculares y funcionales efectuados en esta tesis doctoral han permitido evaluar el impacto que el dominio WDD de ATG16L1 ejerce sobre las actividades biológicas de las moléculas más relevantes constituyentes del denominado “interactoma” de ATG16L1.