Mechanisms that control the growth of cells in the presence of replication stress

Abstract

El ADN está expuesto a muchos tipos de daño durante la vida de un organismo. La mayor parte de las lesiones son detectadas y reparadas sin llegar a comprometer la viabilidad celular. Sin embargo, ciertos tipos de daño pueden poner en peligro la integridad del genoma. Durante la replicación, por ejemplo, se pueden dar gran variedad de lesiones que darán lugar a lo que conocemos como estrés replicativo (López-Contreras and Fernandez-Capetillo 2010). Si la cantidad de daño excede unos determinados límites, se activarán programas de apoptosis o senescencia celular que pueden comprometer la capacidad regenerativa de los tejidos y derivar en patologías asociadas al envejecimiento. Así pues, mantener la integridad del genoma es fundamental para cada una de nuestras células. Sin embargo, a diferencia de otras proteínas y macromoléculas, no existe un recambio constante de ADN, lo que hace fundamentales la precisa detección, señalización y reparación de cualquier tipo de daño. Toda esta respuesta se denomina Respuesta al Daño en el ADN y está regulada por las kinasas como ATM y ATR (Harper and Elledge 2007). Estas proteínas comienzan una cascada de fosforilaciones que logra establecer diferentes puntos de control en el ciclo celular. Estos puntos de control permitirán reparar el daño en el ADN. El estrés replicativo es un tipo especial de daño que ha sido asociado al envejecimiento (Garinis and others 2008) y al cáncer (Hanahan and Weinberg 2011); y que es controlado por la kinasa ATR. En ratones, la reducción de los niveles de ATR en un modelo del síndrome de Seckel se traduce en un incremento de los niveles de estrés replicativo y envejecimiento acelerado (Murga and others 2009). Del mismo modo, los fibroblastos embrionarios derivados de este modelo murino acumulan estrés replicativo y entran en senescencia de forma prematura. En trabajos anteriores de este laboratorio se demostró que esta senescencia no es rescatada mediante la eliminación de p53. Sin embargo, en esta tesis doctoral probamos cómo la delección genética del locus INK4a/ARF logra rescatar por completo no sólo la senescencia prematura de los fibroblastos de Seckel, sino también la inducida por otras condiciones que generan estrés replicativo, como dosis bajas de hidroxiurea o inhibidores de ATR. Además, demostramos que una exposición constante a estrés replicativo induce la expresión de los productos del locus INK4a/ARF; lo que revela que este locus se comporta como un punto de control del estrés replicativo. En resumen, mediante el empleo de diferentes técnicas de biología molecular (Western Blot, Southern Blot, inmunofluorescencias?), biología celular (infecciones, estudios de la proliferación y ciclo celular?) y modelos animales, nuestros datos revelan un nuevo papel para el locus INK4a/ARF en la limitación de la expansión de células que sufren una exposición repetida al estrés replicativo. De este modo, logramos establecer un nuevo enlace entre el conocido supresor tumoral INK4a/ARF y el mantenimiento de la integridad genómica.