Análisis de la diversidad funcional del degradoma : generación y caracterización de modelos murinos deficientes en proteasas

Abstract

Los enzimas proteolíticos desempeñan un papel fundamental en la regulación de múltiples de procesos fisiológicos y patológicos. Dada la relevancia funcional de las proteasas se han creado términos específicos, como el concepto de degradoma, para definir el conjunto de proteasas producidas por una determinada célula, tejido u organismo en una circunstancia particular. Las proteasas se agrupan en 5 clases generales en función de sus residuos catalíticos y mecanismos de acción. En la presente Tesis doctoral se ha analizado la diversidad funcional del degradoma mediante la generación y caracterización fenotípica de ratones modificados genéticamente y deficientes en proteasas de las familias MMP (metaloproteasas de matriz extracelular) y TTSP (serín-proteasas de membrana). En primer lugar, se han generado ratones deficientes en la metaloproteasa MMP-19. Su caracterización fenotípica ha demostrado que la ausencia de esta proteasa produce un incremento en los depósitos de grasa corporal, así como una hipertrofia de los adipocitos en un modelo de obesidad inducida nutricionalmente. Estos estudios nos permiten atribuir un papel inhibitorio de esta proteasa en el proceso de adipogénesis. Asimismo, estudios de carcinogénesis inducida químicamente han permitido determinar que la deficiencia en MMP-19 confiere una menor susceptibilidad al desarrollo de fibrosarcomas. Sin embargo, en un modelo de angiogénesis tumoral, los ratones deficientes en MMP-19 muestran un incremento en la invasividad de los tumores. En conjunto estos estudios sugieren un papel dual de esta proteasa en los procesos tumorigénicos. En segundo lugar, se han generado ratones deficientes en la metaloproteasa MT5-MMP. Esta proteasa se expresa fundamentalmente en el sistema nervioso central y periférico y su deficiencia causa alteraciones en procesos nociceptivos tanto fisiológicos como patológicos. Así, los ratones deficientes en MT5-MMP presentan un fenotipo de hiperinervación cutánea que se correlaciona con un aumento de la sensibilidad ante estímulos térmicos. Por el contrario, en condiciones inflamatorias muestran una menor respuesta hiperalgésica provocada por alteraciones en la interacción neurona-mastocito. Asimismo, mediante el empleo de los ratones deficientes en MMP-8, previamente generados en el laboratorio, hemos definido un aspecto más de las funciones llevadas a cabo por esta proteasa en condiciones patológicas. En este estudio hemos demostrado que los ratones deficientes en MMP-8 son menos susceptibles al desarrollo de encefalomielitis autoinmune experimental, el modelo murino de la esclerosis múltiple. Por otro lado, el empleo de un inhibidor específico de la MMP-8 reduce los síntomas en las fases iniciales de este modelo de enfermedad. Finalmente, se han generado ratones deficientes en matriptasa-2, una serín-proteasa transmembrana de tipo II, recientemente identificada en el laboratorio. Estos ratones presentan un retardo en el crecimiento, anemia y pérdida de pelo. El estudio detallado de este fenotipo nos ha llevado a sugerir que la matriptasa-2 desempeña un papel fundamental en la regulación de la homeostasis del hierro