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Title

Caracterización de la interacción física y funcional entre el receptor de panneurotrofinas p75NTR y la inmunofilina Ciclofilina B

AuthorsItuero, Mario
AdvisorCosgaya, José Miguel
Issue Date2013
PublisherUniversidad Autónoma de Madrid
Abstract[ES]: Las neurotrofinas son factores de crecimiento con un papel crucial en el desarrollo y mantenimiento de las funciones del Sistema Nervioso, participando en decisiones de supervivencia/muerte celular, diferenciación y en procesos más complejos como la mielinización y la migración celular. Ejercen sus respuestas a través de dos tipos distintos de receptores: los receptores Trk, con distintas especificidades de unión, y el receptor p75NTR, común a todas ellas. Este último, al carecer de actividad catalítica, necesita de diferentes interactores para la transducción de señales al interior celular. En un estudio de búsqueda de nuevos interactores del receptor p75NTR con el fin de clarificar sus mecanismos de acción, se identificó a Ciclofilina B (CypB). Las ciclofilinas, inicialmente descritas por su capacidad de unir el inmunosupresor Ciclosporina A (CsA), son pequeñas peptidil-prolil isomerasas, cuyas funciones biológicas no están del todo esclarecidas; pero que están implicadas en múltiples funciones relacionadas con el correcto plegamiento y función de diversas proteínas. Esta interacción, que no ha sido descrita previamente, es el motivo de este estudio. Tras ser confirmada a nivel físico, comprobamos que está modulada tanto por la unión de CsA a CypB, como por la interacción de neurotrofinas con p75NTR. Además, este fenómeno es dependiente de contexto celular. Nuestros datos muestran que CsA presenta un efecto negativo sobre la transducción de señales de p75NTR en respuesta a neurotrofinas, inhibiendo la fosforilación, internalización, y transducción de señales del receptor TrkA en respuesta a NGF, en un proceso en el que son necesarios CypB y p75NTR. Esta observación fue confirmada tanto en células PC12 como en cultivos de neuronas primarias. Dicha acción, además, es específica de ciclofilinas, puesto que no se pudo reproducir utilizando FK506, otra droga inmunosupresora que comparte mecanismos de acción con CsA; y no implica la inhibición de calcineurina, mecanismo clásico de acción de las inmunofilinas. Por otro lado, el tratamiento con CsA provocó un potente efecto negativo sobre el proceso de mielinización periférica, reduciendo drásticamente el número de internodos mielinizados, así como retrasando el grado de maduración de los mismos. Nuevamente, esta respuesta es específica de ciclofilinas e independiente de calcineurina, y además, está ejercida a través de las células de Schwann. Además, se pudo comprobar que CsA es capaz de modular los efectos que tienen el receptor p75NTR sobre la migración de las células de Schwann. De este modo, en presencia de dicha droga se pudo eliminar el efecto modulador negativo que presenta BDNF sobre su capacidad migratoria. Finalmente, pudimos constatar que CsA afecta a la formación de dímeros del receptor p75NTR, cuya presencia en membrana es esencial para la transducción de señales en respuesta a neurotrofinas, lo que puede ejercer un vínculo clave entre la actividad de CypB y la señalización neurotrófica de p75NTR. Esta descripción presenta un mecanismo novedoso para modular la actividad de p75NTR, pudiendo ser un elemento clave en la respuesta neurotrófica.
[EN]: Neurotrophins are growth factors that play a critical role in the development and maintenance of the nervous system. They are involved in differentiation or cell death/survival decisions, as well as in more complex phenomena as the control of myelination or cell migration. Neurotrophins activate two different types of cell surface receptors: the Trk family of tyrosine kinase receptors, with binding specificity for particular neurotrophins, and p75NTR, able to bind all neurotrophins. The lack of catalytic activity of the p75NTR receptor implies that the signaling of this receptor is carried out by its ability to bind to different proteins, resulting in a wide variety of actions. Trying to find new unknown interactors for p75NTR, we found Cyclophilin B (CypB). Cyclophilins are small peptidyl-prolyl-isomerases, most known for binding the immunosuppressant drug Cyclosporin A (CsA). The biological functions of cyclophilins are not fully understood so far, but they have been implicated in many aspects mostly related to protein folding and chaperone activity. We confirmed the physical interaction in several cell types, and we also established that it is modulated by CsA or by neurotrophin binding to p75NTR. Also, we found that the degree of interaction is depending on the cellular context. Our results show that CsA is a negative regulator of p75NTR neurotrophin signaling, abrogating its ability to cooperate in TrkA phosphorilation, internalization and signaling, in a CypB and p75NTR dependent-way. These experiments were performed in model cell lines, as PC12, but also in primary neuronal cultures. CsA effects are specific of cyclophilins, since it cannot be reproduced using FK506, the other classic immunosuppressor that blocks FKBPs. Furthermore, calcineurin inhibition is not involved, implying other different mechanisms of cyclophilins. On the other hand, CsA treatment has a severe negative effect over peripheral myelination, impairing the number of myelinated fibers and slowing down the maturation of myelin internodes in a calcineurin-independent, Schwann cell-dependent fashion. In addition, CsA also blocks the actions of BDNF and p75NTR over Schwann Cells migration. Finally, we demonstrate that p75NTR disulphide dimers are impaired in the presence of CsA. Since this dimerization has been proved essential in neurotrophic signaling through this receptor, we propose that it constitutes the link between CsA effects and p75NTR inhibition. This finding could be a new step that helps unraveling the neurotrophin signaling mechanisms and constitute a novel way to modulate p75NTR signaling.
DescriptionMemoria que, para optar al grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Madrid presenta el Licenciado en Biología Mario Ituero Pozo, y realizada en en el Departamento de Fisiopatología Endocrina y del Sistema Nervioso del Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” (CSIC-IIBM).
URIhttp://hdl.handle.net/10261/125979
Appears in Collections:(IIBM) Tesis
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