Análisis del proceso de autofagia en modelos celulares y animales deficientes en proteasas de la familia ATG4

Abstract

La autofagia es un proceso catabólico presente en todas las células eucariotas en el que múltiples componentes citoplásmicos son entregados al lisosoma o vacuola por un orgánulo de doble membrana denominado autofagosoma. La autofagia se da a nivel basal en condiciones normales con el fin de mantener la homeostasis celular. Sin embargo, los niveles aumentan en condiciones estresantes, algo crucial para que los organismos se adapten a nuevas condiciones. Dentro de los genes implicados en la autofagia (genes ATG), el sistema Atg4-Atg8 es sustancial para que el proceso autofágico sea eficiente. A diferencia de otros genes ATG de levaduras en los que en mamíferos existe un único ortólogo, el sistema Atg4/Atg8 ha sufrido un aumento de complejidad a lo largo de la evolución, encontrándose varios ortólogos de los genes Atg4 y Atg8. Esto abre la posibilidad de una asociación de nuevas funciones, así como de una mayor complejidad necesaria para llevar a cabo la autofagia en los eucariotas superiores. En el presente trabajo se analiza el flujo autofágico en células de ratón cultivadas, caracterizando mediante Western- Blot el estado de las proteínas ATG8 (los posibles sustratos de las proteasas ATG4) en fibroblastos adultos de ratón que no presentaban los genes que codifican para ATG4B, ATG4C y ATG4D. Paralelamente, se estudia el flujo autofágico in vivo en modelos animales que son Knock-out para atg4a y para atg4a, atg4b y atg4d, expresando por tanto únicamente Atg4c. Los resultados obtenidos no muestran diferencias ni en el flujo autofágico ni en el procesamiento de los sustratos en ausencia de la proteasa ATG4A. Por el contrario, observamos que la presencia únicamente de la proteasa ATG4C es capaz de ejercer una actividad mínima frente a las proteínas ATG8, lo que permite un cierto flujo autofágico, pero que no es capaz de procesar eficientemente la mayoría de las proteínas ATG8.