martes, 11 de mayo de 2010

PI3K

PI3K (del inglés Phosphoinositide 3-kinases) es una familia de enzimas relacionada con la transducción de señales intracelulares capaces de fosforilar en el grupo hidroxilo en la posición 3 del anillo inocitol del fosfatidilinocitol.

Están involucradas en el crecimiento celular, proliferación, diferenciación, motilidad, sobrevida y trafico intracelular, y como también en cáncer.

Actualidad:
La AKT/PKB kinasa es un clave componente de las vías de señalización activadas en cáncer más frecuentes y es un principal blanco en el desarrollo de drogas anticancerígenas. La mayoría de los estudios se han enfocado en la activación del Receptor Tirosina Kinasa (RTK) y PI3K que media la activación o perdida de PTEN. Mahajan et al. han descubierto que la fosforilación en Tyr 176 de de Akt/PKB mediado por Ack1 regula su activación [PLoS One. 19;5(3):e9646 (2010)].


PKB/AKT

AKT es una familia de proteínas (en humanos existen 3 genes de la familia Akt: Akt1, Akt2 y Akt3), también llamadas proteína quinasa B, PKB (del inglés protein kinases B) juega un importante rol en la señalización celular en mamíferos. Estas son enzimas de una familia de proteínas ser/thr kinasas.

Akt1 está involucrado en la sobrevida celular, en la inhibición de procesos apoptoticos, inducir la vía de síntesis de proteínas y además es clave en la vía que guía a la hipertrofia de músculo esquelético (crecimiento de tejido). También Akt1 está implicada como principal factor de muchos tipos de cáncer (fue originalmente reconocida como un oncogén en retrovirus transformantes).

Akt2 es un importante molécula en la vía de señalización de Insulina (induce el transporte de glucosa).

El rol de Akt3 no ha sido bien dilucidado.

Estructura y función:
Akt posee dominios PH (dominio con homología a Pleckstrina). Estos dominios se unen con alta afinidad a fosfoinositoles. Los dominios PH de Akt se unen a PIP3 (fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato) y PIP2 (fosfatidilinocitol 3,4-bisfofato). Por ejemplo al activarse un receptor acoplado a proteína G o un receptor tirosina quinasa tal como un receptor de insulina (RI), activan a la PI3 Kinasa (fosfoinocitol 3-kinasa o PI3K) que va a fosforilar PIP2 para formar PIP3 [Liao and Hung, Am J Transl Res. 2(1):19-42. (2010)].

Actualidad:

Pacientes con Diabetes tipo 2 han incrementado el riesgo cardiovascular, debido a que muestran anormalidades en la cascadas de coagulación. Estudios realizados por Gerrist et al. en el 2010 en que investigan si hay un incremento en la síntesis del Factor tisular (TF) plaquetario que podría contribuir a un estado de hiper coagulación. Ellos encontraron que existía una interferencia en la vía de señalización intracelular de PI3K/PKB producida por aumentos en cAMP. La insulina es famosa porque aumenta los niveles de cAMP en plaquetas e inhibir el splicing pre-mRNA de TF inducido por colágeno III y reduce la actividad de TF. Al caracterizar el mecanismo intra y extra celular que acopla la activación de la superficie a las síntesis de TF en adherencia plaquetaría. En individuos saludables, las síntesis de TF esta inhibida por insulina, pero en pacientes con diabetes tipo 2 esta inhibición esta dañada. Entonces la síntesis del factor de tejido plaquetarío en diabetes tipo 2 es resistente a la inhibición por insulina [Gerrits et al. Diabetes (2010)].

sábado, 1 de mayo de 2010

PKA

La Proteína Quinasa A (del inglés Protein Kinase A o más conocida como PKA) es parte de una familia de enzimas de las cuales su actividad es dependiente de la concentración de cAMP (Adenosin monofosfato cíclico) presente en la célula. La PKA es también conocida como una proteína quinasa dependiente de cAMP y tiene una infinidad de funciones en la célula, incluyendo la regulación del metabolismo de glicógeno, glucosa y lípidos. Esto es importante en la regulación del ciclo celular.
Mecanismo de activación: la PKA es una holoenzima (dos subunidades catalíticas y dos subunidades regulatorias). A bajas [cAMP], la holoenzima permanece intacta y las subunidades catalíticas permanecen unidas a las subunidades regulatorias. A altas [cAMP] (ej. luego de la activación de la proteína efectora Adenilato Ciclasa es activada por Ga-GTP luego de la activación de un receptor acoplado a proteína Gs y inhibición de la fosfodiesterasa que degrada cAMP) el cAMP se une a las subunidades regulatorias, y al unirse provoca un cambio conformacional en las subunidades regulatorias que van a soltar las subunidades catalíticas exponiendo así el sitio activo.

Mecanismo de catálisis: las subunidades catalíticas transfieren un grupo fosfato terminal del ATP a grupos ser o thr de proteínas sustratos. Esta fosforilación produce un cambio de la actividad del sustrato. Por ejemplo cuando se activa las PKA puede viajar a nucleo y fosforialar a CREB (del inglés cAMP Response Element-Binding) que es un factor de transcripción que se une a un motivo llamado CRE (del inglés cAMP response elements). CREB regula la trancripcción de genes c-fos, BDNF, Tirosina hidrosilasa y Neuropeptidos (Somatostatina,VGF, CRH, etc). Recientemente se ha descubierto la existencia de una actividad alternada de la PKA identificada en una única población de células estromales del hueso adulto. Estudios in vivo en ratones heterocigotos para el alelo nulo de la prkar1a (Prkar1a +/-), el receptor primario del cAMP y regulador de la actividad de la PKA, desarrollan lesiones en hueso que a sido derivado desde células ostogenicas que responden a cAMP y semejarse a displasia fibrosas. Las células originadas del área proximal de crecimiento de la placa de los huesos lesionados, expresan marcadores ostogenicos y muestran una alta actividad de PKA principalmente la tipo II (PKA-II). Perfiles de expresión genética confirman una naturaleza preosteoblastica de estas células pero también muestran una señal que ha incado una transición mesenquimal a epitelial y incremento de señal de Wnt. Por lo que una subpoblación especifica de células puede ser estimuladas en hueso adulto por PKA intercambiable y la subunidad catalítica activadas, anormal proliferación de estas células guía a lesiones en el esqueleto que tiene similaridades a tumores en huesos, etc [Tsang et al. Proc Natl Acad Sci USA. (2010) PMID: 20421483].



lunes, 26 de abril de 2010

Epidemiología de ECV en Chile

De las 6000 enfermedades genéticas estimadas con un posible diagnóstico por la medicina predictiva, solo 1000 tienen sus genes localizados. Hay test disponibles para unas 800, aunque sólo se dispone de tratamiento para un puñado de ellas.

En Chile, desde el 2002 existe el Programa Salud Cardiovascular (PSCV), que da un nuevo enfoque para abordar las ECV, permitiendo que las decisiones terapéuticas se basen en la probabilidad de que un individuo tenga un evento cardiovascular en el futuro (infarto agudo al miocardio o ataque cerebral). Este enfoque reemplaza las decisiones terapéuticas basadas en la presencia y cuantía de factores de riesgo aislados (hipertensión, diabetes, dislipidemias) y se reconoce que las ECV son prevenibles y que los principales factores de riesgo son el consumo de tabaco, la hipertensión arterial, diabetes, colesterol elevado y sedentarismo. Debido a esto el MINSAL promueve el “Examen de Medicina Preventiva”, que incluye la detección de los principales factores de riesgo y en el caso de las personas adultas, se les controla a través del cálculo del índice de masa corporal, presión arterial, glicemia y colesterol. Además, desde el año 2005 está cubierto por el GES el Infarto Agudo al Miocardio, desde 2006 el Ataque Cerebral y desde 2007 el Aneurisma Cerebral [MINSAL].

domingo, 25 de abril de 2010

Enfermedades Cardiovasculares (ECV)

Según la OMS, las ECV causan 17,5 millones de muertes en el mundo cada año y son la principal causa de muerte en todo el mundo. En Chile, la tasa de mortalidad por ECV es similar que en el mundo y representa la tercera causa de invalidez. Las causas de ECV incluyen factores de riesgo modificables (dieta, consumo de sal, actividad física y consumo de tabaco) y no-modificables (edad, género y los genes).

La identificación de los genes responsables de riesgo a enfermedades ha sido un proceso lento y difícil, en la última década se ha acelerado gracias a los avances en biología molecular que han permitido detectar de manera simple polimorfismos del tipo SNP (del inglés Single Nucleotide Polymorphism).

La aterosclerosis es el ejemplo más clásico de enfermedad poligénica y se han descrito un gran número de polimorfismos que pueden estar implicados en su patogenia. Los polimorfismos que relacionados a la generación de esta enfermedad son:
  • ApoE E4, presenta mayor riesgo al producir un alza en los niveles circulantes de LDL en la sangre, incrementando la probabilidad de formar una placa de ateroma.
  • MTHFR T/T, codifica una enzima defectuosa, presente en las células de la pared vascular que participa en el ciclo de los folatos, generando un aumento en la producción del metabolito homocisteína que al acumularse genera oxidación del LDL y daño epitelial, provocando la inflamación del epitelio y formación de la placa ateromatosa.
  • PAI-1 (4G/4G) aumenta los niveles de PAI-1 (50%) incrementando la probabilidad de trombos.
  • ECA (D/D) se produce un aumento de los niveles circulantes, seguido del aumento de Angiotensina II, modificando el balance fibrinolítico, debido a que induce un rápido aumento de la dosis dependiente de los niveles plasmáticos del PAI-1, al aumentar la expresión de su gen se reduce la degradación de fibrina. Por lo tanto, una activación del sistema renina-angiotensina promueve un estado protrombótico que tiene su máxima relevancia cuando se rompe la placa de ateroma, favoreciendo las complicaciones clínicas de dicho proceso.
  • Factor V Leyden y Factor II (G20210A) relacionan la presencia de trombofilias.
Además, estos polimorfismos pueden predecir riesgo a otras enfermedades como diabetes en el caso de PAI-1 (4G/4G) y ECA (D/D) y Alzheimer en caso de ApoE (E4/E4).

sábado, 24 de abril de 2010

Fto gen blanco para la Obesidad en el Hombre

La obesidad es una condición médica multifactorial en la cual producto de un desbalance energético, debido a un aumento de ingesta de alimentos ricos en carbohidratos y lípidos, el sedentarismos, la predisposición genética, etc., la grasa se acumula extendiéndose hasta incrementar el índice de masa corporal (IMC) y aumentar la probabilidad de padecer de diabetes, enfermedades cardiovasculares, etc. Según la OMS una persona adulta tiene un peso normal cuando su IMC está dentro de 18,5 a 25 Kg/m2, sobre peso IMC está entre 25 y 30 Kg/m2 y se está obeso cuando su IMC es mayor a 30 Kg/m2.

En la última década los investigadores han encontrado una variante del gen Fto (rs9939609) que está relacionada con el incremento del IMC en humanos por un incremento de la grasa acumulada. Estudios bioinformaticos y LC-MS han encontrado que este gen codifica para una proteína 2-oxoglutarato que desmetila principalmente a nucletidos de timina y utiliza como co-sustrato a 2-oxoglutarato y como cofactor Fe(II) [Frayling et al., SCIENCE, 2007, 316:889; Gerken et al., SCIENCE, 2007, 318:1469].