Implicación de los filamentos de actina en la arquitectura, homeostasis y tráfico de salida del aparato de Golgi y estudio de la formación y degradación de un agresoma de actina

Abstract

[spa] El citoesqueleto de actina es imprescindible para el mantenimiento de la morfología celular, así como para realizar diversas funciones como la movilidad/migración y división celular. En términos generales, este componente del citoesqueleto está constituido por los filamentos de actina o microfilamentos (MFs) y por una serie de proteínas de unión y/o relacionadas con la actina, implicadas en la organización estructural de los MFs y en la regulación de la dinámica de polimerización/despolimerización de actina. Una forma sencilla y eficaz de interferir en la dinámica de actina es mediante el uso de toxinas de actina. En este trabajo se ha realizado un estudio exhaustivo de los efectos provocados por estas toxinas a nivel de la morfología celular, arquitectura y de salida de proteínas del aparato de Golgi, bien por depolimerización de los MFs (citocalasina D, latrunculina B, micalolide B o toxina botulínica C2) o bien por su polimerización aberrante o estabilización (jasplakinolide). El análisis de los efectos provocados por las distintas toxinas revela como éstos son dependientes del tipo celular, modo de acción de la toxina así como de la concentración y tiempo de exposición a esta. Hemos observado como los cambios de la morfología de las cisternas producto de la despolimerización de los MFs se correlacionan con variaciones en la homeostasis el pH de este orgánulo. Según lo cual, pensamos que los MFs participan en el diseño y mantenimiento de la forma aplanada de las cisternas del aparato de Golgi, probablemente regulando, en parte, la maquinaria molecular implicada en el mantenimiento de la homeostasis iónica de este orgánulo. Por otro lado, hemos observado como los MFs participan de forma variable en la salida del aparato de Golgi de cargo no asociado a balsas lipídicas con destino basolateral y apical. Sin embargo, son prescindibles en la salida de cargo asociado a balsas lipídicas con destino apical. Paralelamente a estos resultados que implican a los MFs en la morfo-funcionalidad del aparato de Golgi, hemos desarrollado un modelo celular para generación de agresomas de actina filamentosa, los cuales han sido descritos en distintas enfermedades como el Alzheimer o el acoholismo crónico bajo el nombre de cuerpos de Hirano. En este sentido, el jasplakinolide es capaz de inducir la formación reversible de un agresoma de actina filamentosa similar al cuerpo de Hirano cuya degradación está mediada por los sistemas proteasomal y lisosomal/autofagia. Por último, describimos por primera vez in vitro la generación y coexistencia de dos agresomas originados por mecanismos diferentes sin que tenga lugar en ningún momento la mezcla de sus componentes moleculares.