Anàlisi molecular de gens implicats a la síndrome de Down

Abstract

La trisomia del cromosoma 21 humà o síndrome de Down (SD) genera un fenotip molt complex que inclou més de 80 trets fenotípics característics. Es tracta, d'una malaltia multifactorial molt variable en la seva expressió fenotípica. Per tant, sembla evident que per poder fer front a la complexitat i variabilitat inherents a la SD, serà necessari l'ús d'estratègies metodològiques diferents. El treball realitzat en aquesta tesi doctoral mitjançant l'estudi de l'expressió diferencial en cervells fetals d'individus Down ha permès posar de manifest l'expressió alterada dels gens FABP7 i PRDX2, cap d'ells situat al cromosoma 21. Experiments d'hibridació substractiva supressora (SSH) sobre cervells fetals Down van desvetllar la subexpressió de PRDX2 als individus Down. Aquesta subexpressió es va confirmar mitjançant: i) anàlisi de transferència Northern (5 disòmics i 5 trisòmics) i ii) RT-PCR quantitativa a temps real (6 disòmics i 7 trisòmics), amb uns valors de 0.7 i 0.73 vegades, respectivament. Per avaluar els efectes de la subexpressió de PRDX2 a nivell cel.lular es van transfectar de manera estable cèl.lules de neuroblastoma (SH-SY5Y) amb cDNA antisentit de PRDX2. D'acord amb la funció antioxidant de PRDX2 es va analitzar la viabilitat cel.lular i els nivells d'apoptosi, tant en condicions estàndards, com en presència de diferents agents citotòxics (peròxid d'hidrogen, etoposide i timerosal). Per tal d'aconseguir una sobreexpressió de SOD1 es va transfectar cèl.lules SH-SY5Y amb cDNA sentit de SOD1. La inclusió de SOD1 com a control en aquesta aproximació es deu a que els individus Down presenten, com a resultat de la trisomia del cromosoma 21, una sobreexpressió d'aquest gen. Les mesures de viabilitat cel.lular sobre les dues línies transfectades demostren un descens en condicions basals, així com en presència de peròxid d'hidrogen, però no en presència d'etoposide. D'altra banda, el timerosal sembla afectar més la viabilitat dels clons que subexpressen PRDX2. Els resultats mesurant els nivells d'apoptosi sobre ambdues línies transfectades indiquen un increment en els nivells d'apoptosi via caspasa-3 en condicions basals i un menor increment, respecte al comportament control, en presència d'H2O2. Donat que en els experiments de viabilitat cel.lular no s'observa aquest "efecte protector", es dedueix que la subexpressió de PRDX2, o la sobreexpressió de SOD1, en presència d'H2O2, indueixen, majoritàriament, una mort cel.lular independent de la caspasa-3. En conjunt, tots aquests resultats apunten cap a una possible implicació de PRDX2 en l'estrés oxidatiu neuronal associat a la SD. Mitjançant l'anàlisi SSH, es va detectar també la sobreexpressió de FABP7 en cervells fetals d'individus Down. Aquesta sobreexpressió es va confirmar mitjançant anàlisi de transferència Northern (5 disòmics i 5 trisòmics) i RT-PCR quantitativa a temps real (7 disòmics i 9 trisòmics), amb un valors d'1.3 i 1.63 vegades, respectivament. Per determinar la relació entre la trisomia del cromosoma 21 i la sobreexpressió de FABP7 es va aïllar i clonar, la regió promotora de FABP7. La seqüenciació d'aquesta regió va confirmar la conservació d'un domini d'unió dels factors Pbx/POU descrit prèviament a ratolins. Les proteïnes PBX formen complexes amb altres homeobox, com és el cas de PKNOX1, que mapa a 21q22.3. Mitjançant RT-PCR quantitativa a temps real es va confirmar la sobreexpressió de PKNOX1 en cervells fetals humans (1.8 vegades més). Experiments d'electroforesi de retardament de bandes (EMSA) van demostrar la unió de la proteïna PKNOX1 a la seqüència promotora de FABP7. Finalment, els experiments d'assaig luciferasa sobre cèl.lules en cultiu de neuroblastoma revelaren una transactivació de FABP7 deguda a la sobreexpressió de PKNOX1. Els nostres resultats indiquen clarament que la sobreexpressió de FABP7 en individus Down és, molt probablement, causada per la sobreexpressió de PKNOX1, degut a l'efecte de dosi gènica associat a la trisomia del cromosoma 21.