Estudio sistemático sobre las funciones celulares del Receptor Sigma-1Implicaciones para la infección por el virus de la hepatitis C

Zusammenfassung

Receptor Sigma-1 (SIGMAR1, Sigma-1 Receptor) es una proteína celular residente en el retículo endoplásmico con funciones poco caracterizadas, que se han asociado a un papel protectivo (anti-apoptótico) en diferentes condiciones de estrés celular. Además, esta proteína une ciertas especies de lípidos y se considera que tiene un papel en el tráfico lipídico entre compartimentos de membranas. Los niveles incrementados de SIGMAR1 se han asociado a la incidencia o malignidad de ciertos tipos de cáncer, mientras su disfunción se ha relacionado con la patogénesis de ciertas enfermedades neurodegenerativas. Un trabajo previo de nuestro grupo ha revelado además un papel de SIGMAR1 en el inicio de la infección por el virus de la hepatitis C (HCV). Como continuidad de ese estudio, en esta tesis nos porpusimos investigar las funciones que median el papel proviral de SIGMAR1 en la infección por HCV a través de aproximaciones basadas en hipótesis así como aproximaciones globales no sesgadas, con el objetivo de obtener nuevas nociones sobre eventos celulares poco conocidos que sustentan las etapas tempranas de la infección, así como conocer los mecanismos moleculares que subyacen a las funciones de SIGMAR1 en dichos eventos. En primer lugar, y siguiendo las hipótesis derivadas de nuestro estudio inicial sobre SIGMAR1 en la infección de HCV, hemos explorado el papel de SIGMAR1 en la regulación de la respuesta innata antiviral frente a virus de RNA a través del estudio de sistemas modelo de la activación de la respuesta antiviral en células deficientes en SIGMAR1. Estos estudios mostraron que SIGMAR1 tiene un papel regulador sobre la vía de los receptores tipo RIG-I (Retinoic acid - inducible gene I)-like receptor (RLRs), mediante la alteración de la formación/ disociación de los “signalosomas” de MAVS (Mitochondrial antiviral-signaling protein). Sin embargo, hemos comprobado que este papel en la regulación de la respuesta innata antiviral es independiente de su papel proviral en la infección por HCV. Los resultados previos de nuestro grupo indicaron que los niveles de SIGMAR1 son limitantes para un paso del ciclo viral posterior a la traducción primaria y conducente a la replicación de RNA viral. Para conocer el destino de las proteínas virales en este lapso, hemos estudiado la acumulación y localización de éstas tras su traducción en sistemas libres de replicación. Estos estudios evidenciaron que los componentes de la replicasa viral, NS3 y NS5A, pero no la proteína estructural core, se acumulan menos eficientemente en las células deficientes en SIGMAR1 respecto a sus controles, lo que sugiere que SIGMAR1 podría determinar el destino de proteínas de la replicasa viral, clave en la formación de complejos de replicación funcionales. Por último, hemos empleado aproximaciones globales como la proteómica y transcriptómica diferencial de células deficientes en SIGMAR1 y la caracterización proteómica de complejos purificados de una proteína de fusión de SIGMAR1, con el objetivo obtener nuevas nociones sobre los mecanismos moleculares que subyacen a las funciones celulares y provirales de SIGMAR1. La integración de los datos obtenidos por estas diferentes aproximaciones apuntan a una función de SIGMAR1 en la reorganización del citoesqueleto y el transporte vesicular, que posiblemente involucra la distribución local de fosfoinosítidos en microdominios de membrana especializados en la biogénesis de vesículas cargo en asociación con proteínas relacionadas con el transporte entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. Esta noción sugiere que SIGMAR1 podría tener un papel en la biogénesis de compartimentos de membrana que sustentan la formación de los complejos de replicación de HCV funcionales. Además, la regulación dependiente de SIGMAR1 de la acumulación local de fosfoinosítidos, dado su impacto en la señalización celular, el transporte vesicular y el flujo autofágico, podría estar en la base de la asociación de la deficiencia de SIGMAR1 con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas y de su expresión aberrante en cáncer.