Caracterización de la función de Dyrk1A como modulador del comportamiento de las células madre neurales, normales y cancerosas

Zusammenfassung

El gen DYRK1A se localiza en el cromosoma 21 en la región llamada “Región Crítica del Síndrome de Down”. Dyrk1A participa en diferentes vías de señalización y está implicado durante el desarrollo en la proliferación y diferenciación de progenitores neurales, pero se desconoce si esta función se mantiene en el individuo adulto. En la década de los 90 se demostró que existe neurogénesis en el cerebro adulto, residiendo las células madre que la mantienen en dos nichos o regiones cerebrales que son la zona sub-ependimaria (SEZ) adyacente a los ventrículos laterales y la zona sub-granular del giro dentado del hipocampo. Estas NSCs están reguladas por diferentes factores moleculares y celulares que mantienen su homeostasis y existen cada vez más evidencias de que su desregulación puede conducir a situaciones patológicas. Estas células se pueden aislar y crecer in vitro en ausencia de sustrato y presencia de los mitógenos EGF y FGF, formando unos agregados llamados neuroesferas. Por otro lado los glioblastomas (GBMs) son tumores muy agresivos con una supervivencia a cinco años menor del 2% de los pacientes. Fue en los GBMs donde se aislaron por primera vez en tumores sólidos unas células con características de célula madre que se consideran responsables de la formación y mantenimiento del tumor. Además se ha propuesto que algunas de las vías que controlan el comportamiento de las NSCs puedan también estar regulando a las TICs. Por todo esto nos propusimos estudiar el efecto de Dyrk1A sobre la regulación de las NSCs y de las células madre iniciadoras de tumor (TICs). Realizamos un análisis de expresión que reveló que las NSCs de la SEZ expresan Dyrk1A tanto in vivo como in vitro. Para el estudio de la regulación de Dyrk1A sobre las NSCs utilizamos un modelo murino de haploinsuficiencia para Dyrk1A. La heterocigosis de Dyrk1A produce una disminución del porcentaje de NSCs en la SEZ. El estudio del comportamiento in vitro de estas NSCs reveló que las células heterocigotas para Dyrk1A tienen disminuida la capacidad de auto-renovación, y que esta disminución se produce en respuesta exclusivamente al mitógeno EGF. Este defecto en auto-renovación se corresponde con una disminución de la cantidad de EGFR en estas células heterocigotas. Los experimentos de estabilidad del EGFR demostraron que la disminución de la dosis de Dyrk1A conlleva un aumento de la tasa de degradación del receptor. Además esta regulación de los niveles del EGFR por Dyrk1A se produce (al menos en parte) a través de la fosforilación del modulador de los receptores de tirosina quinasa Sprouty2. Análogamente a las NSCs, las TICs de GBMs se pueden crecer ausencia de suero y presencia de EGF y FGF formando agregados esferoides. Estos cultivos de TICs de GBMs expresan DYRK1A, aunque de una manera variable. La reducción de los niveles de DYRK1A mediante RNA de interferencia produce un descenso en la capacidad de auto-renovación de estas células in vitro, que se corresponde con una reducción en los niveles de EGFR. Por último estas células interferidas para DYRK1A tienen menor capacidad de formación de tumores in vivo. En conclusión Dyrk1A es un regulador de la auto-renovación tanto de NSCs como de TICs de GBMs en respuesta a EGF y una diana terapéutica interesante para el tratamiento de los GBMs.