Acciones de derivados de la vitamina D en células musculares normales y tumorales
Investigador responsable: Dra. Claudia Buitrago.
Becarias CONICET: Lic. Irazoqui, Paula, González, Agustina
- Acciones de 1α,25(OH)2D3 en el músculo normal
El laboratorio dirigido por el Dr. Ricardo Boland fue el primero en demostrar la existencia del receptor clásico de 1,25D (VDR) en músculo esquelético. En células musculares de ave (mioblastos/miotubos) comprobamos que el 1,25D actúa a través de mecanismos genómicos y no-genómicos. La rapidez y especifidad de la acción no-genómica de la hormona en distintos tejidos target nos condujeron a hipotetizar la participación de un receptor de membrana en la iniciación de la señal. Si bien se había propuesto la existencia de proteínas diferentes al VDR ligadoras de 1,25D en enterocitos y osteoblastos, en músculo involucramos al VDR clásico en los efectos independientes de la transcripción génica. De importancia para nuestro proyecto global de investigación, hemos evidenciado el requerimiento de las caveolas y caveolina-1 en las acciones rápidas del 1,25D y también hemos observado la participación de Akt durante la miogénesis inducida por el 1,25D.
Como no existe información sobre los eventos moleculares involucrados en la iniciación de la señal del 1,25D en células de músculo esquelético y tampoco ha sido elucidado el rol del VDR en la señalización rápida de esta hormona, actualmente nos avocamos a investigar las proteínas involucradas en el comienzo de la señal que desencadena la hormona en inmediaciones de la membrana plasmática y a estudiar el mecanismo de acción del 1,25D en células de músculo esquelético carentes de VDR, aplicando enfoques bioquímicos y de biología molecular en ensayos in vitro usando la línea celular de músculo esquelético C2C12.
La elucidación de los eventos moleculares que desencadena la hormona en el músculo, es un factor fundamental para el desarrollo de nuevos diseños farmacológicos de potencial aplicación terapéutica en miopatías causadas por los bajos niveles de 1,25D en deficiencia de vitamina D (osteomalacia, raquitismo), alteraciones en su síntesis (insuficiencia renal crónica, hepatopatías) o por la disminución fisiológica de la hormona durante el envejecimiento y postmenopausia (sarcopenia). Además, los resultados obtenidos podrán extrapolarse a la regulación de la proliferación y diferenciación de mioblastos satélites, reservorio de células pluripotentes existentes sobre las miofibrillas maduras que interviene en la regeneración del tejido muscular. - Acciones de análogos en músculo
Comprende la caracterización de los efectos in vitro (cultivo de células musculares) e in vivo (pollos, ratas) sobre la miogénesis modulada por análogos comerciales de la hormona, como el EB1089, en comparación con 1α,25(OH)2D3 sintético. Los estudios ya tienen implicancias comerciales concretas de significativa importancia económica en la industria avícola. También comprenden aplicaciones en medicina humana en el tratamiento de la sarcopenia de origen endócrino o causada por el envejecimiento, que incide en la morbilidad de la osteoporosis (mayor número de fracturas debido a las caídas causadas por la debilidad muscular). - Acciones de 1α,25(OH)2D3 en células de rhabdomyosarcoma (cáncer de músculo)
Este proyecto investiga los mecanismos de señalización desencadenados por el calcitriol y análogos con menor actividad calcémica que intervienen en la proliferación y diferenciación de células de cáncer tipo rabdomiosarcoma. Como modelos experimentales se utilizan las líneas celulares de rabdomiosarcoma (RMS) humano de origen embrionario y de origen alveolar, RD y Rh28, respectivamente. Básicamente, se estudian los efectos antineoplásicos y las vías de transducción de señales implicadas en el modelo celular de RMS que es un tipo de cáncer de tejido mesodérmico, que se desarrolla en el músculo esquelético, y también afecta al tejido óseo. Las células de RMS expresan los factores miogénicos MyoD y Miogenina, pero proliferan indefinidamente y han perdido la habilidad de diferenciarse a fibras musculares esqueléticas. Dado los efectos antiproliferativos del calcitriol y sus análogos se investiga en ambas líneas de RMS: si el calcitriol y el EB1089 modulan la activación de diferentes complejos JAK/STAT 1, 3 y 5, la translocación de las STATs al núcleo celular, y sus acciones en los procesos de proliferación y diferenciación celular; el rol de la tirosina quinasa no-receptora Src y del VDR en la activación de JAK/STATs por el calcitriol y su análogo EB1089. Se ha reportado que la tirosina quinasa no-receptora Src participa en la activación de JAK3 y STAT3 y 5 en otro tipo celular y también una intercomunicación entre la señalización por VDR y JAK/STATs. También evaluamos si el VDR forma complejos con STAT 1, 3 y 5 en estas células, tanto en estado basal como cuando son estimuladas con la hormona o el compuesto EB 1089 y el rol de PKC y las MAPKs ERK1/2 y p38 MAPK en los procesos de proliferación y diferenciación. Se investiga la participación de las JAK/STATs y de ERK 1/2 en la modulación de Notch en células RMS estimuladas con calcitriol y su análogo. En otro tipo celular la señalización a través de Notch ocurre vía JAK/STAT y también se ha reportado que ERK1/2 participa en la señalización de Notch por lo tanto se plantea estudiar la participación de las JAK/STATs y de ERK 1/2 en la modulación de Notch en células RMS.
Es de relevancia determinar el rol de las caveolas, cav-1 y cav-3 en las vías de señalización JAK/STATs y Notch moduladas por el calcitriol y su análogo. La elucidación de los eventos moleculares que desencadena el calcitriol en el cáncer de músculo esquelético es de vital importancia para el desarrollo de nuevos diseños farmacológicos de potencial aplicación terapéutica en este tipo de patología.
