Participación del factor de transcripción XBP-1 (X-BOX BINDING PROTEIN) en los mecanismos de osmoprotección renal

CASALI, CECILIA IRENE; MALVICINI, RICARDO; WEBER, KAREN; ERJAVEC, LUCIANA; PERAZZO, CECILIA; FERNANDEZ TOME, MARÍA DEL CARMEN

San Luis

Jornada; VII Jornadas de Bioquímica y Biología Molecular de Lípidos y Lipoproteinas; 2017

Universidad Nacional de San Luis

Fisiológicamente,   las   células   de   los   túbulos   colectores   medulares   renales   se   encuentran inmersas  en  un  intersticio  que  posee  la  osmolaridad  más  alta  del  organismo.  Esta  elevada osmolaridad está estrechamente relacionada con la función de la médula renal de llevar a cabo la  concentración  final  de  la  orina  para  mantener  la  homeostasis  hídrica  y  electrolítica  del organismo.    Así,    las    células    epiteliales    tubulares    habitualmente    están    expuestas    a concentraciones altas y variables de NaCl y urea que, dependiendo del estado de diuresis de un individuo,  pueden  llegar  hasta  500  y  1000mM,  respectivamente.  Para  enfrentar  este  entorno adverso  las  células  han  desarrollado  mecanismos  de  protección  y adaptación  que  involucra, entre  otros,  el  aumento  en  el  metabolismo  lipídico  para  mantener  la  homeostasis  de  las membranas  celulares  y  la  expresión  de  numerosos  genes  osmoprotectores.  Este  aumento abrupto  en  la  síntesis  de  proteínas  podría  causar  una  sobrecarga  proteica  en  el  retículo endoplasmático lo que llevaría a lo que se conoce como estrés del retículo endoplásmico. Trabajos  previos  en  nuestro  laboratorio  han  demostrado  que  cambios  en  la  hiperosmolaridad ambiental  induce  la  expresión  de  marcadores  de  estrés  de  retículo  como  CHOP  y  XBP1en cultivos de  células MDCK. XBP1 es un factor de transcripción que  regula  la expresión de varios genes  lipogénicos  lo  que  conlleva  a  un  aumento  en  la  biogénesis  de  membranas  y  que  podría participar   del   mecanismo   aliviador   del   estrés   de   retículo   gracias   a   la   expansión   de   las membranas de dicho compartimiento. Por otro lado, ha sido descripto que XBP1 puede regular la expresión de genes en forma independiente a la activación de estrés de retículo. El  objetivo  del  presente trabajo  fue  evaluar  si  XBP1  participa  en  la  regulación  de  los  genes lipogénicos en células renales sometidas a estrés hiperosmolar.   Para ello se cultivaron células MDCK  en  condiciones  de  isosmolaridad  (control,  298  mOsm/KgH2O)  e  hiperosmolaridad  (NaCl 125 mM,  512  mOsm/KgH2O)  en  ausencia  o  en  presencia  de  un  inhibidor  de  la  vía  del  XBP1, 4μ8C, o en células tratadas con un siRNA silenciador de la expresión de la proteína XBP1. Luego de  24  h  de  tratamiento  se  evaluó  la  incorporación  de 14C-glicerol  a  los  fosfolípidos  (FLs),  los triglicéridos (TGs) y el intermediario de síntesis diacilglicerol (DGs), como parámetro de síntesis de  novo,    así  como  la expresión  de  las  enzimas que  participan  de  esta  vía  por  medio  de  la técnica de RT-PCR. El  tratamiento  con  medio  hiperosmolar  causó  un  aumento  significativo  en  la  biosíntesis  de  las tres  especies  lipídicas.  En  estas  condiciones,  también  se  encontró  incrementada  la  forma madura del mRNA de XBP1 (s-RNA), lo que conlleva a un aumento en su traducción obteniendo una  mayor cantidad  de  este  factor  de  transcripción  XBP1. El  tratamiento  de  las  células  con 4μ8C,  inhibidor  de  la  actividad  de  RNAsa  asociada  a  IRE1, disminuyó  la  biosíntesis  de  TGs  en forma dependiente de la concentración; concomitantemente se observó una acumulación en la radioactividad  asociada  al  DG.  Sin  embargo,  no  se  observaron  cambios  en  la radioactividad asociada  a  los  FLs.  Un  efecto  similar  se  observó  cuando  las  células  fueron  tratadas  con  el  silenciador  de  XBP1.  Cuando  se  analizó  la  expresión  de  enzimas  lipogénicas,  se  encontró disminuido el mRNA de las enzimas DGAT2 y de la Lipina2. En conjunto estos resultados indican que la hiperosmolaridad induce la activación del factor de transcripción  XBP1  el  cual  participa  de  la  regulación  la  síntesis  de  lípidos  en las  células epiteliales de estirpe renal, y evidencian la relevancia de XBP1 que a través de este mecanismo podría estar ejerciendo un efecto osmoprotector.