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Title

Regulación de la muerte celular inducida por activación en linfocitos T. Papel de la Diacilglicerol Quinasa alfa

AuthorsAlonso, Roberto
AdvisorIzquierdo, Manuel
KeywordsLinfocitos T, Apoptosis, AICD, Exosomas, Diacilglicerol kinasa alfa
Issue Date30-Nov-2005
PublisherCSIC-UVA - Instituto de Biología y Genética Molecular (IBGM)
Universidad Autónoma de Madrid
Abstract[ES]: La coordinación entre los procesos de muerte y proliferación celular juega un papel vital en el mantenimiento, homeostasis y el correcto funcionamiento del organismo [Golstein, 1998]. La muerte celular programada o apoptosis es un proceso de gran importancia fisiológica que se produce de forma natural en el desarrollo normal de los organismos pluricelulares, teniendo lugar en toda clase de eucariotas multicelulares: nemátodos, insectos, plantas, y vertebrados [Vaux et al., 1994; Ameisen, 1996], así como en eucariotas unicelulares como el hongo Dictyostelium discoideum, el parásito Tripanosoma brucei o el ciliado Tetrahymena thermofila [Ameisen et al., 2002]. Es un mecanismo muy conservado a lo largo de la escala evolutiva que participa de manera esencial en el desarrollo embrionario y en la homeostasis del organismo durante la vida adulta [Glüksmann et al., 1951; Kerr et al.,1972; Jacobson et al., 1997]. La apoptosis juega un papel importante en la correcta función del sistema inmune. Un defecto o una frecuencia demasiado baja en muerte celular tienen lugar en varios tipos de cáncer, como en algunos linfomas, en enfermedades autoinmunes, y en la expansión de infecciones virales. Por el contrario un exceso de muerte celular tiene lugar en diversas inmunodeficiencias, como el SIDA [Thompson et al., 1995; Fadeel et al., 1999]. Durante la homeostasis del sistema inmune se dan muchos ejemplos clásicos de muerte celular programada. Existe un tipo especial de muerte celular que afecta a las células T maduras que han sido previamente activadas, proceso denominado muerte celular inducida por activación o AICD (del inglés “Activation-Induced Cell Death”) [Kabelitz et al., 1993; Russel et al., 1995]. El mecanismo que controla este proceso está regulado por el sistema Fas/ligando de Fas [Vignaux et al, 1994; Dhein et al, 1995]. Fas (CD95) es un receptor de superficie que pertenece a la familia del receptor del factor de necrosis tumoral (TNFR-1), y que al ser ligado por su ligando fisiológico, FasL, induce muerte celular por apoptosis [Nagata et al, 1995]. Se ha descrito en linfocitos T un mecanismo de inducción de apoptosis mediada por FasL el cual implica la secreción al medio extracelular de pequeñas vesículas, denominadas microvesículas o exosomas, que contienen FasL en su membrana [Martínez-Lorenzo et al., 1999; Monleón et al., 2001]. • Estudio de las respuestas celulares que tienen lugar tras la estimulación del receptor de células T (TCR) en linfocitos T humanos. • Estudio de la vía de señalización intracelular mediada por diacilglicerol (DAG) durante los procesos de activación celular y muerte celular inducida por activación (AICD) del linfocito T. • Papel de la diacilglicerol quinasa alfa (DGK α) durante la muerte celular inducida por activación (AICD) mediada por el sistema Fas/FasL en linfocitos T humanos.
[EN]: T cell receptor (TCR) stimulation triggers the generation of several second messengers such as calcium and Diacylglycerol (DAG). DAG may induce Ras activation and subsequent ERK cascade stimulation. Calcium and DAG/Ras pathways control T cell activation, which involves up-regulation of several genes, and activation induced cell death (AICD), which is mediated by up-regulation of pro-apoptotic genes such as Fas Ligand (FasL). Fas ligand mediates both, apoptotic and inflammatory responses in the immune system. FasL function critically depends on the different forms of FasL: soluble Fas Ligand (sFasL) lacking the transmembrane and cytoplasmic domains is a poor mediator of apoptosis, whereas full-length, membrane-associated FasL (mFasL) is pro-apoptotic. It has been shown that mFasL can be released from T lymphocytes via the secretion of mFasLbearing exosomes. mFasL in exosomes retains its activity in triggering Fas-dependent apoptosis, providing an alternative mechanism of cell death that does not necessarily imply cell-to-cell contact. Diacylglycerol kinase alpha (DGK α), a diacylglycerol (DAG)–consuming enzyme, acts as a negative modulator of the DAG levels generated during T cell activation, and constitutes one of the negative regulators controlling the DAG/Ras pathway which lead to T lymphocyte activation. The evidences showing that DAG/Ras/ERK pathway may act as a divergence point in the signals leading to activation and AICD, prompted us to analyzed the role of DGK α on AICD on a T cell line and primary T lymphoblasts. Here we show that overexpresion of DGK α decreases FasL-mediated AICD of T lymphocytes, whereas the inhibition of DGK α enhanced AICD. The effect of DGK α on AICD was not due to changes in the transcriptional regulation of FasL gene or changes in the transductional level of FasL protein. Instead, DGK α regulates the release of exosomes bearing FasL. The inhibition of DGK α increases the secretion of lethal exosomes bearing mFas Ligand and subsequent apoptosis. On the contrary, the overactivation of the DGK pathway inhibits exosome secretion and subsequent apoptosis. DGK α was found associated with the trans Golgi Network and late endosomal compartments. Our results show that DGK α effect on apoptosis occurs via the regulation of the release of lethal exosomes by the exocytic pathway, and point out that the spatial orchestration of the different pools of DAG (plasma membrane and Golgi membranes) by DGK is crucial for the control of cell activation, but also for the regulation of the secretion of lethal exosomes, which in turn controls cell death.
DescriptionEl trabajo experimental presentado en esta memoria por Roberto Alonso Gil, ha sido realizado en el Instituto de Biología y Genética Molecular (Universidad de Valladolid-CSIC) y en el Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” (Universidad Autónoma de Madrid-CSIC; Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular), bajo la dirección del Dr. Manuel Izquierdo Pastor.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/159443
Appears in Collections:(IIBM) Tesis
(IBGM) Tesis
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