Desarrollo de modelos para la evaluación de terapias con chaperonas farmacológicas en aciduria metilmalónica y deficiencia en fosfomanomutasa
- Autores: Alvaro Briso-Montiano Pastrana
- Directores de la Tesis: María Belén Pérez González (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Número de páginas: 174
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Fernández Piqueras (presid.), Miguel Ángel Moreno Pelayo (secret.), Giussepina Andreotti (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
La disminución en la concentración de proteínas, debido a la presencia de mutantes de desestabilización como causa de pérdida de función, es uno de los mecanismos de patogenicidad más frecuentes en enfermedades metabólicas hereditarias y, por tanto, una de las dianas terapéuticas más prometedoras. Uno de los tratamientos para este tipo de mutantes es la utilización de chaperonas farmacológicas. En concreto, el grupo ha descrito potenciales compuestos para la recuperación funcional de las proteínas adenosilcobalamina transferasa (ATR) y fosfomanomutasa (PMM2) deficientes en las patologías aciduria metilmalónica (MMA) tipo cblB y PMM2-CDG, respectivamente.
Con el propósito de conocer el alcance del tratamiento de pacientes MMA cblB con PCs, se ha desarrollado un sistema de evaluación del efecto de variantes identificadas en MMAB. Se han caracterizado funcionalmente seis mutantes, entre los que se encuentra la variante más frecuente (p.R186W). La combinación de estudios in vitro (proteína recombinante y modelo eucariota isogénico) con estudios computacionales ha permitido identificar nuevos mutantes que desestabilizan la proteína ATR y mutantes que afectan al proceso de trimerización como mecanismos de pérdida de función. Ambos defectos han podido revertirse con el tratamiento con dos PCs, que se unen a diferentes regiones de la proteína, en combinación con la hidroxicobalamina incluso para variantes descritas como no respondedoras a la administración de vitamina B12, confirmando el carácter conformacional de la enfermedad.
Por otra parte, se han generado y caracterizado dos modelos de evaluación preclínica de fármacos en MMA cblB: células similares a hepatocitos (HLC), obtenidas por diferenciación de iPSC reprogramadas a partir de fibroblastos derivados de pacientes, y organoides hepáticos obtenidos a partir de estructuras ductales de hígado de ratones wild-type. Destacamos el modelo de HLC ya que comparte las características patofisiológicas de la MMA, con una actividad y proteína ATR significativamente disminuida y unos niveles de ácido metilmalónico nueve veces superiores a las HLC control. Los estudios de eficiencia y eficacia han revelado la capacidad sinérgica de recuperación de la homeostasis (reducción de los niveles de ácido metilmalónico en más de un 60%) de una de estas PCs (compuesto V) en combinación con OHCbl.
En relación a PMM2-CDG, se ha resuelto la estructura del enzima en su forma apo y holoenzima unida al activador G16bP, a una resolución de 2,7Å y 2,3Å, respectivamente. La estructura del cristal de PMM2 determinada en este trabajo muestra por primera vez una imagen completa de la proteína unida a dos iones Mg2+ en el core y un ion Cl- en la superficie de dimerización. Además, se ha observado una conformación espacial asimétrica entre las dos subunidades, describiendo por primera vez la unión del activador G16bP a una sola subunidad, resultado que ha sido corroborado por ensayos de titulación calorimétrica. La estructura ha permitido aportar datos relevantes para proponer un posible mecanismo enzimático de la proteína PMM2, alternativo al descrito, y ha permitido generar un modelo donde hemos mapeado y analizado el efecto de mutaciones generando un punto de partida para la evaluación de las más de 100 mutaciones missense reportadas en PMM2 en relación a su posible respuesta a PCs
