Estudio funcional de Sos1 y Sos2 in vivo e in vitro en la regulación de procesos fisiológicos y tumorales: las proteínas Sos como dianas terapéuticas en cáncer

Abstract

[ES] Los miembros canónicos de la familia Ras(H-­‐Ras, N-­‐Ras y K-­‐Ras) codifican GTPasas que actúan en rutas de señalización que controlan procesos de proliferación, diferenciación y muerte celular, entre otros. La activación de las proteínas Ras se encuentra modulada por reguladores negativos (GAPs) y reguladores positivos (GEFs). La familia Sos es una de las varias familias de RasGEFs presentes en células eucariotas. Esta familia comprende dos miembros, Sos1 y Sos2, que presentan una elevada homología y se expresan de manera ubicua, aunque son funcionalmente diferentes. La eliminación constitutiva de Sos1 en ratones resulta letal en la etapa embrionaria, mientras que la eliminación de Sos2 es prescindible para la viabilidad en la etapa embrionaria y adulta. Esta clara diferencia muestra la especificidad funcional de Sos1, al menos en el desarrollo embrionario. La reciente disponibilidad de un modelo animal knockout para Sos1 inducible en la etapa adulta, nos ha permitido estudiar la especificidad o redundancia funcional de Sos1 y Sos2 en la supervivencia durante la etapa adulta, así como en numerosos procesos biológicos. Empleando estos modelos animales hemos evaluado en este trabajo de Tesis Doctoral la especificidad o redundancia funcional de Sos1 y Sos2 en distintos contextos fisiológicos y patológicos, tanto in vitro como in vivo. Mediante el empleo de fibroblastos embrionarios de ratón hemos analizado la especificidad funcional de Sos1 y SSos2, evaluando diversos parámetros celulares como la morfología, el crecimiento celular, la progresión del ciclo celular, la migración, la adhesión celular o el mantenimiento del estado redox de la célula, entre otros. Además, hemos estudiado la capacidad de Sos1 y Sos2 para activar a Ras y Rac, así como el estado de activación de varias proteínas clave en las rutas Ras/MAPX o PI3k/Akt. Los resultados muestran que Sos1 es clave en el mantenimiento de la morfología celular y la organización del citoesqueleto de actina, en el crecimiento celular, en la progresión del ciclo celular, el nivel de compactación de la cromatina y en el mantenimiento del estado redox de la célula. En consonancia con trabajos anteriores, la ausencia individual de Sos2 no afecta a la mayoría de estos procesos, excepto a la adhesión celular, donde juega un papel importante no descrito anteriormente. Tanto los niveles celulares de RasGTP como la activación de las rutas Ras/MAPK y PI3K/Akt se vieron disminuidas tras la eliminación simultánea de Sos1 y Sos2. Aunque la eliminación individual de Sos2 no parece alterar la homeostasis celular en prácticamente ningún proceso celular estudiado, la eliminación concomitante de ambas proteínas agrava más aun los defectos observados en fibroblastos que solo carecían de Sos1, sugiriendo que la presencia de Sos2 es capaz de atenuar de algún modo algunos de los defectos ocasionados por la deficiencia de Sos1. Los estudios in vivo nos han permitido conocer la función de Sos1 y Sos2 en la estructura y la homeostasis de la piel, en condiciones fisiológicas y/o patológicas. En condiciones fisiológicas y en el proceso de reparación de la piel en respuesta a un daño titular, la ausencia individual de Sos1 altera la integridad epitelial a diferentes niveles. Estas alteraciones se ven agravadas cuando ambas proteínas están ausentes. Al igual que ocurre en muchos ensayos in vitro, la deficiencia individual de Sos2 no muestra modificaciones significativas en la arquitectura de la piel o en los mecanismos de respuesta durante un proceso de regeneración epitelial. Basándonos en la participación de las proteínas en el mantenimiento de la homeostasis de la piel y en su papel en varios procesos tumorales, también estudiamos la función de las proteínas Sos en un modelo de carcinogénesis epitelial inducible químicamente. La eliminación de Sos1 no solo retrasa el inicio y la progresión tumorales, sino que previene el desarrollo de tumores malignos. Además, disminuye el crecimiento tumoral de tumores pre-existentes. Sin embargo, la eliminación de Sos2 no parece tener un efecto en la mayoría de estos procesos. Este trabajo describe los mecanismos moleculares y celulares por los cuales las Sos1 y las Sos2 pueden contribuir a la regulación de distintos procesos biológicos.