Genes y proteínas asociadas a distroglicanopatías en la retina de mamíferos adultos: función del gen POMT1

Abstract

La O-manosilación de proteínas es una modificación postraduccional de gran relevancia en eucariotas. El α−distroglicano (α-DG), componente principal del complejo distrofina-glicoproteína en el músculo y células nerviosas, se encuentra altamente O-manosilado. Existe un grupo de distrofias neuromusculares hereditarias cuya base molecular subyacente es un déficit en la glicosilación del α−DG. Son las llamadas distroglicanopatias (DGPs), las cuales ofrecen a los pacientes una corta esperanza de vida y cuyos síntomas se extienden al cerebro, al músculo y a la retina. Estas enfermedades engloban, de mayor a menor gravedad, el síndrome de Walker-Warburg (WWS), la enfermedad de músculo-ojo-cerebro (MEB) y la distrofia muscular congénita de Fukuyama (FCMD), además de las distrofias musculares congénitas moderadas (MDC) y las distrofias musculares de cinturas (LGMD). Se conocen actualmente 18 genes asociados a DGPs, la mayoría de los cuales codifican el DG y enzimas implicadas directa o indirectamente en su O-glicosilación. En esta tesis doctoral se ha tratado de mejorar nuestra comprensión acerca de los genes y proteínas asociados a las DGPs mediante el abordaje de su expresión y función en un tejido frecuentemente afectado en estas enfermedades: la retina. En el capítulo 1 se resumen el estado actual del conocimiento acerca de estas enfermedades, la glicosilación del α−DG, y su papel en la estructura de la retina. Los capítulos siguientes comienzan cada uno con un breve resumen, y se desglosan individualmente en Introducción, Materiales y Métodos, Resultados y Discusión. El capítulo 2, titulado “Expresión de genes y proteínas asociados a distroglicanopatías en la retina de mamíferos” se centra en la detección de la expresión de los genes POMT1, POMT2, POMGNT1, FKTN, FKRP y LARGE, tanto a nivel de ARNm como de proteína en la retina neural de distintas especies de mamíferos utilizando técnicas de RT-PCR y Western blotting, y su perfil de distribución mediante técnicas de inmunohistoquímica. En el capítulo 3, titulado “POMGnT1 y POMGnT2: Dos N-acetilglucosaminil-transferasas de proteínas que actúan sobre un mismo substrato, el α-distroglicano”, se presenta una revisión de la información obtenida a partir de la literatura y bases de datos públicas, así como de análisis bioinformáticos realizados en este trabajo, sobre las proteínas POMGnT1 y POMGnT2. El conjunto de datos obtenido revela la existencia de una elevada homología entre las secuencias de aminoácidos de las proteínas humanas y sus ortólogas en las distintas especies del filo Cordados. Los integrantes de este taxón constituyen, así, un grupo monofilético para ambas proteínas, cada una de las cuales presumiblemente posee un ancestro común separado. En el capítulo 4, titulado “Alteraciones estructurales en la retina de un ratón KO condicional en el gen Pomt1, modelo de distroglicanopatías”, se exponen los resultados de un trabajo multidisciplinar realizado en estrecha colaboración con grupos de la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad de Alcalá. En nuestro grupo se han estudiado los cambios morfológicos y estructurales que tienen lugar en la retina de un ratón modelo de DGPs en el que el gen Pomt1 ha sido “noqueado” de forma condicional en este tejido. Los análisis llevados a cabo revelaron importantes alteraciones en la organización de la retina externa, incluidas las sinapsis establecidas entre los fotorreceptores y sus células postsinápticas, así como una reactividad aumentada de las células gliales en la retina interna. Finalmente, en el último capítulo se presentan a modo de sumario las conclusiones obtenidas del trabajo desarrollado en esta tesis doctoral.