Fisiopatología celular del déficit de GDAP1, relacionado con la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth

Resum

La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth es uno de los trastornos neurológicos hereditarios más comunes que afecta aproximadamente a uno de casa 2.500 – 5.000 habitantes. La enfermedad CMT se clasifica en neuropatías desmielinizantes (CMT1) y neuropatías axonales (CMT2). Para ambas entidades se han descrito diversos patrones de herencia. Actualmente se conocen más de 40 genes implicados en la enfermedad siendo GDAP1 uno de los más variables en cuanto al fenotipo. Mutaciones en el gen GDAP1 se han relacionado con la enfermedad de tipo axonal y desmielinizante, además de heredarse de manera autosómica dominante o recesiva en función del tipo de mutación. GDAP1 es una proteína pequeña que se ancla en la membrana mitocondrial externa y que se ha relacionado con procesos de dinámica mitocondrial, concretamente en la ruta de la fisión mitocondrial. Sin embargo, la expresión de mutaciones patológicas no alteran la morfología mitocondrial de forma diferente a la expresión de la proteína salvaje, lo que hace pensar en algún otro tipo de función para esta proteína. El trabajo realizado se puede resumir en dos partes: (1) Biología celular y molecular de GDAP1 y (2) Análisis de cambios funcionales celulares en el déficit de GDAP1. 1. Biología celular y molecular de GDAP1 Mediante análisis de doble híbrido se ha relacionado la proteína GDAP1 con otras proteínas de tráfico vesicular y citoesqueleto como RAB6B relacionada con transporte retrógrado y, Caytaxina, relacionada con transporte anterógrado. GDAP1 actuaría como un adaptador de la mitocondria al citoesqueleto condicionando la relación de la mitocondria con otros orgánulos como el retículo endoplásmico. El déficit de GDAP1 afectaría a procesos esenciales como la homeostasis de calcio, concretamente un proceso conocido como Store-operated calcium entry. Además, se ha demostrado la relación de RAB6B con la mitocondria y la presencia, junto con GDAP1, en la zona de relación de la mitocondria con el retículo endoplásmico, las membranas asociadas a mitocondria. 2. Análisis de cambios funcionales celulares en el déficit de GDAP1 En este trabajo se han utilizado clones de neuroblastoma silenciados de manera estable para GDAP1. El déficit de GDAP1 imposibilita la correcta diferenciación neuronal de estas células. Esta incapacidad se relaciona con la falta de proteínas marcadoras de diferenciación así como de la adquisición de características neuronales que podría estar relacionado con un bloqueo en la ruta PI3K/AKT. Por otra parte, hemos demostrado la presencia de estrés oxidativo en estas células pero de origen no mitocondrial. Dada la relación de la mitocondria con el retículo endoplásmico que demostramos en el apartado anterior, hemos encontrado que el déficit de GDAP1 condiciona la aparición de estrés de retículo que la células contra resta incrementando los niveles de autofagia. El bloqueo de la ruta autofágica incrementa la apoptosis producida por estrés de retículo. En conclusión, en este trabajo hemos aportado no sólo conocimientos sobre la biología de GDAP1, sino también sobre los posibles mecanismos fisiopatológicos que subyacen en la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth producida por mutaciones en GDAP1.