Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / El metabolismo proteico es altamente regulado. Los eucariontes poseen
diferentes sistemas degradativos como lisosomas y el sistema
ubiquitina/proteosoma. Este último, responsable de la degradación de más del 80%
de las proteínas intracelulares, regula una amplia gama de procesos intracelulares.
Alteraciones en este sistema han sido observadas en enfermedades
neurodegenerativas, detectándose acumulación de agregados de proteínas
poliubiquitinadas. Las células evitan la acumulación de estos agregados mediante
su degradación por el proteosoma y autofagia. Sin embargo, una vez formados,
estos cuerpos son refractarios a la proteólisis y se acumulan en agresomas
(cuerpos de inclusión asociados a microtúbulos). Recientemente, amplios depósitos
proteicos se han detectado en enfermedades cardiacas, aún cuando el papel del
sistema ubiquitina/proteosoma no ha sido dilucidado.
El objetivo de esta memoria fue investigar qué efecto producen diferentes
condiciones de estrés celular, asociados a procesos de isquemia cardiaca como
privación de glucosa, estrés hiperosmótico mediado por sorbitol, privación de
aminoácidos y suero, sobre el sistema ubiquitina/proteosoma en cardiomiocitos.
Estudios de inmunofluorescencia mostraron la formación de agregados proteicos
poliubiquitinados, distribuidos ampliamente en el citoplasma, y después de 18 h
post tratamiento se observaron grandes agregados proteicos, concentrados en
estructuras tipo agresomas, orientados a un lado de la zona perinuclear. La
aparición de estas estructuras no se debió a un incremento en el nivel de las
proteínas poliubiquitinadas (excepto en células privadas de glucosa) o a una
alteración del sistema enzimático de conjugación de ubiquitina o inhibición del
proteosoma. La desorganización de los microtúbulos con Vinblastina y
colocalización con Hsp70 confirmó que estas estructuras correspondían a
agresomas. Además, los agresomas colocalizaron con Rab24, una GTPasa
pequeña implicada en autofagia, y con la proteína LC3-GFP, confirmando una
estrecha relación entre agresomas y la autofagia. Resultados similares se
encontraron al utilizar inhibidores del proteosoma. Finalmente, la inducción de la
autofagia con rapamicina facilitó la remoción de los agresomas. En conclusión, condiciones de estrés celular inducen la formación de agresomas
en cardiomiocitos. La formación de agresomas no es dependiente de la inhibición
del proteosoma o a una alteración en el sistema enzimático de conjugación de la
ubiquitina y la inducción de la autofagia facilitó su remoción / Protein metabolism is highly regulated. Eukaryotic cells have two main
degradative systems: lysosomes and ubiquitin-proteasome system (UPS). UPS is
responsible over 80% intracellular protein degradation and regulates many cellular
processes. Alterations in this system has been reported in neurodegeneratives
disorders in which polyubiquitin protein aggregates were detected. Cells can avoid
protein aggregate accumulation by degradation through UPS or autophagy.
Nevertheless, once aggregate accumulates, they are refractory to proteolytic
degradation and then tend to accumulate in aggresomes (microtubules-associated
inclusion bodies). These protein deposits have been recently detected in
cardiovascular diseases, although the precisely role of UPS remains unclear.
The aim of this work was to determine the effects of several cardiac ischemiarelated
stress conditions such us glucose deprivation, hyperosmotic stress mediated
by sorbitol, starvation and serum deprivation on the UPS in cultured neonatal rat
cardiomyocytes.
Poly-ubiquitin protein immunofluorescence detection showed that the four
treatments induced the deposit of polyubiquitin-protein aggregates widely distributed
in the cytoplasm. After 18 h post treatment, highly concentrated polyubiquitin-protein
deposits in aggresome-like structures in the perinuclear zone were detected. The
formation of these structures was independent to the level of polyubiquitin-protein
increase (except in glucose deprivated cells) or changes in enzymatic ubiquitinconjugating
system or proteasome activity inhibition. Vinblastine-dependent
microtubules disruption and colocalization with Hsp70 confirmed that these
structures were aggresomes. Moreover, we observed aggresome colocalization with
Rab24, a small GTPase implicated in autophagy and GFP-LC3. This last result
suggest a link between aggresomes and autophagy. Similar results were observed
in proteasome inhibited cells. Autophagy induction with rapamycin facilitated
aggresome remotion. In summary, stress conditions induce aggresome formation in primary cultures
of cardiac myocytes, being this process independent of proteasome inhibition or
alteration in ubiquitin-conjugating system. Autophagy induction facilitated
aggresome remotion in these cells
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105526 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Sanhueza Muñoz, Carlos Joaquín |
| Contributors | Lavandero González, Sergio, Marambio Morales, Paola Angélica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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