El sistema ubiquitina-proteasoma regula el destino de las células troncales musculares

Las células satélite son células troncales adultas tejido específicas del músculo esquelético. Fisiológicamente, estas células son las responsables de la gran capacidad regenerativa observada en el músculo. A nivel molecular, la diferenciación y autorrenovación de las células satélite está controlada por un balance delicado entre los factores regulatorios musculares que promueven la diferenciación y el factor de transcripción Pax7 el cual inhibe este proceso. Pax7 se expresa en las células satélite, sin embargo sus niveles proteicos disminuyen en las células que inician el proceso de diferenciación. Por otro lado, Pax7 es retenido en las células satélite generadas durante el proceso regenerativo por autorrenovación. Junto con esto, se ha demostrado que Pax7 controla la especificación, mantención y función de las células satélite in vitro e in vivo.

Dadas las diversas funciones que posee Pax7 en las células satélite, los mecanismos involucrados en la regulación de la expresión de este factor constituyen una interrogante aún no resuelta y que se encuentra en la actual frontera del estudio de la biología de las células satélite.

Utilizando diversos modelos celulares, mediante aproximaciones de biología celular y molecular, experimentos farmacológicos y de ganancia y pérdida de función hemos investigado la función del sistema ubiquitina-proteasoma (UPS) en la regulación de los niveles de proteína de Pax7. El presente documento presenta los resultados obtenidos durante el desarrollo de mi tesis de doctorado, en la cual hemos demostrado que Pax7 es ubiquitinado y degradado por el proteasoma en mioblastos que inician el proceso de diferenciación muscular. Nuestros resultados indican que la enzima E3 ligasa Nedd4 media este proceso definiendo el destino celular de los precursores musculares.

Estos resultados establecen por primera vez al UPS, específicamente a través de Nedd4, como un mecanismo que regula la expresión de Pax7 en las células satélite promoviendo la diferenciación muscular. La identificación de este mecanismo posee profundas implicancias para el estudio de las células satélite y su participación en la regeneración muscular durante la homeostasis o enfermedad.

• Nombre: Francisco Bustos Velásquez
• Laboratorio: Regeneración Tisular
• Mención: Biología Celular y Molecular
• Director Tesis: Hugo Olguín

Artículos Publicados

1.   Bustos F, de la Vega E, Cabezas F, Thompson J, Cornelison DD, Olwin BB, Yates JR 3rd, Olguín HC. (2015) Nedd4 regulates Pax7 levels promoting activation of the differentiation program in skeletal muscle precursors. Stem Cells. 33(10): 3138-51. doi: 10.1002/stem.2125.

2.   Carvallo L, Muñoz R, Bustos F, Escobedo N, Carrasco H, Olivares G, Larraín J. (2010) Non-canonical Wnt signaling induces ubiquitination and degradation of Syndecan4. The Journal of Biological Chemistry. 285(38): 29546-55. doi: 10.1074/jbc.M110.155812.