Identificación de nuevas funciones para la proteína ARMS/Kidins220

Resumen

ARMS/Kidins220 es una proteína adaptadora transmembrana cuya estructura y distribución le posibilitan participar en importantes funciones celulares. Hasta el momento se ha estudiado la implicación de ARMS en la señalización por neurotrofinas, en la actividad neuronal, y en la regulación del citoesqueleto, pero todavía existen muchas potenciales funciones por identificar para esta proteína. En 2013 se llevó a cabo una espectrometría de masas para identificar proteínas capaces de interaccionar con ARMS en neuronas corticales, con la finalidad de encontrar indicios de posibles nuevas funciones. Entre la extensa cantidad de datos que proporcionó el experimento se identificaron las proteínas HRS, STAM, TSG101 y VPS4, todas ellas miembros del complejo ESCRT, y fundamentales para la biogénesis de exosomas. El estudio de estas vesículas está creciendo exponencialmente en la última década debido a su importancia biológica y a su potencial terapéutico y los datos obtenidos parecían indicar que ARMS podría estar relacionado con su formación. Por todo ello, decidimos estudiar el papel de ARMS en la biogénesis y secreción de exosomas. Para ello en primer lugar comprobamos si existe una regulación e interacción entre ARMS y cuatro proteínas clave en la biogénesis de exosomas (HRS, STAM, TSG101 y CD63). Y más adelante analizamos la cantidad de exosomas secretados por distintas líneas celulares cuando se alteran los niveles de expresión de ARMS. La proteína ARMS se identificó por primera vez por su relación con los receptores de neurotrofinas y la señalización mediada por estas. Esta interacción ha sido estudiada en profundidad con respecto al receptor TrkA, sin embargo, su relación con los receptores TrkB y TrkC ha recibido mucha menos atención. Sabemos que ARMS se fosforila en respuesta a la estimulación por BDNF del receptor TrkB, y observaciones previas en el laboratorio nos sugerían que ARMS podría estar a su vez modulando la fosforilación del receptor. Teniendo todo esto en cuenta nos planteamos el objetivo de estudiar el papel de ARMS en la regulación de la activación de los receptores TrkB y TrkC e identificar de sus posibles mecanismos. Para ello caracterizamos la modulación de la activación dependiente de ligando de TrkB y TrkC dependiente de ARMS en neuronas corticales. Comprobamos si ARMS está modulando la cantidad de TrkB y TrkC en la membrana plasmática. Estudiamos si ARMS requiere de las balsas lipídicas para ejercer su modulación sobre la activación de TrkB y TrkC. Investigamos si las fosfatasas de tirosina están involucradas en la modulación que ejerce ARMS sobre la activación de TrkB y TrkC. Y analizamos el posible papel de la fosfatasa PTP1B en la modulación de la activación de TrkB por parte de ARMS. Durante el desarrollo de esta tesis doctoral se han dado los primeros pasos en la búsqueda de una posible nueva relación entre ARMS y la biogénesis de exosomas, mediante el estudio de la relación de ARMS con distintas proteínas involucradas en la biogénesis de exosomas y de los efectos que tiene en la liberación de exosomas un cambio en la expresión de ARMS. También hemos profundizado en la relación entre ARMS y los receptores TrkB y TrkC, revelando la existencia de un nuevo mecanismo de regulación temprana de la activación de estos receptores en neuronas corticales. Con este trabajo quedan abiertas las puertas para continuar el estudio de aspectos muy prometedores de la función de ARMS en las células. La relación descubierta de ARMS con CD63 y Flotilina podría revelar alguna función de ARMS en la selección del cargamento que recogerán las vesículas intraluminales. Esto podría asociar a ARMS tanto con la comunicación con otras células mediante exosomas como con el procesamiento de ciertas proteínas a través de los cuerpos multivesiculares. Con respecto al papel de ARMS en la activación de TrkB y TrkC, dilucidar cuál es el mecanismo por el cual ARMS es capaz de modular la intensidad de la activación de estos receptores podría ayudar a seguir caracterizando las diferencias en la señalización de los distintos miembros de la familia Trk. Así estaremos más de entender cómo receptores tan similares, con una cadena de señalización tan parecida, son capaces de desencadenar procesos tan diferentes en las células neuronales.