Influencia de la región n-terminal de la proteína del prion en la susceptibilidad al mal plegamiento, mantenimiento de las características de la cepa y neurotoxicidad

Resumen

Las enfermedades priónicas, también conocidas como encefalopatías espongiformes transmisibles (EETs), son enfermedades neurodegenerativas que afectan a humanos y animales, y para las que no existe cura. En su patogénesis juega un papel fundamental la proteína del prion celular (PrPC) que al mal plegarse se transforma en una isoforma patógena (PrPSc) con capacidad autopropagativa y cuya acumulación está asociada a neurodegeneración. La PrPC es una proteína de superficie celular unida a glicosilfosfatidilinositol (GPI) que contiene un dominio globular articulado y una región N-terminal flexible. Se han descrito diversas enfermedades priónicas que afectan a diferentes áreas del cerebro dando lugar a manifestaciones clínicas claramente distinguibles causadas por PrPSc con conformaciones diferentes. A estos priones con secuencias de aminoácidos idénticas pero causantes de patologías diferentes se las conoce como cepas y sus propiedades parecen estar codificadas en sus estructuras tridimensionales. Además, recientemente se ha demostrado que distintos cofactores pueden desempeñar un papel clave en la selección conformacional de priones, lo cual es importante para comprender la patogénesis de las enfermedades priónicas y su capacidad de propagación en diferentes tejidos o huéspedes.El mecanismo neurotóxico de la isoforma patógena es aún desconocido. No obstante, numerosos estudios señalan la importancia del extremo amino terminal y, en concreto, la secuencia polibásica de la PrP (aminoácidos del 27-31) como moduladora de la toxicidad y como región crítica para la conversión de PrPC a PrPSc, así como en el mantenimiento de las características de cepa.Utilizando la técnica de amplificación cíclica de proteínas mal plegadas (del inglés PMCA) que mimetiza la propagación de priones in vitro con una eficiencia similar al proceso que ocurre in vivo pero con una cinética acelerada, se ha estudiado en detalle el papel de diferentes deleciones de la proteína priónica en el mal plegamiento, propagación y mantenimiento de las propiedades de cepa in vitro. Para ello, se generó una diversidad de PrPs recombinantes de ratón delecionadas tanto en la región C-terminal como en la N-terminal. En este trabajo se ha evaluado la capacidad de mal plegamiento de las proteínas delecionadas en la región N-terminal tanto inducida por una PrPSc preformada actuando como semilla iniciadora del proceso y también espontáneamente (sin semilla). En estos dos procesos de malplegamiento se ha observado la generación de diferentes variantes conformacionales (posibles cepas), independientemente del uso de semilla. Las nuevas proteínas mal plegadas se han caracterizado bioquímica y biológicamente, demostrando su capacidad infectica en ratones. Por otro lado, se ha demostrado que las proteínas mal plegadas generadas espontáneamente están sometidas a una doble selección cuando se propagan a expensas de diferentes sustratos: una efectuada por la región polibásica de la proteína y la otra llevada a cabo por un cofactor exógeno que favorecería la propagación de conformaciones infecciosas. Así, este trabajo confirma la relevancia de la región N-terminal y en concreto la secuencia polibásica de la PrP en tres eventos clave como son la capacidad de mal plegamiento, la determinación de características propias de cepa y la neurotoxicidad.