CAMPEÓN1

CHAMP1 se localiza en los cromosomas y en el huso, incluidos los cinetocoros, y sufre fosforilación dependiente de CDK1 en múltiples sitios durante la mitosis. Es necesario para la correcta alineación de los cromosomas en la placa metafásica ; las células con deficiencia de CHAMP1 muestran una grave desalineación cromosómica y una unión cinetocoro-microtúbulo debilitada. ^{[ 6 ]} Las células linfoblastoides de un individuo portador de una variante de cambio de marco de lectura de novo muestran un aumento en el número de centrosomas, formación de huso multipolar y fallo de la citocinesis, fenotipos que se reproducen en células cultivadas con deficiencia de CHAMP1. ^{[ 12 ]}

CHAMP1 también influye en las decisiones sobre el destino celular durante la detención mitótica. Mantiene la expresión de la proteína antiapoptótica Mcl-1 , y su disminución acelera la muerte celular mitótica en células tratadas con agentes antimitóticos como los alcaloides de la vinca y los taxanos; por el contrario, la sobreexpresión de CHAMP1 promueve el deslizamiento mitótico. Esto posiciona a CHAMP1 como un regulador de la sensibilidad y la resistencia a la quimioterapia antimitótica. ^{[ 13 ]}

CHAMP1 contribuye a la reparación de roturas de doble cadena de ADN (DSB) a través de la vía de recombinación homóloga (HR) / reparación dirigida por homología. Se une directamente a REV7 (también conocido como MAD2L2 o FANCV) a través del dominio de cinturón de seguridad de REV7 y reduce el nivel del complejo Shieldin , compitiendo con la subunidad SHLD3 por un conjunto limitado de REV7. Esto desplaza la reparación de la unión de extremos no homólogos hacia la resección de extremos y la HR, lo que ayuda a mantener la estabilidad genómica. ^{[ 14 ] [ 15 ]} En tumores humanos, se ha informado que la sobreexpresión de CHAMP1 promueve la HR, confiere resistencia a los inhibidores de PARP y se correlaciona con un peor pronóstico. ^{[ 14 ]}

CHAMP1 forma un complejo conservado asociado a la heterocromatina con POGZ y HP1α. El complejo se une a la lisina 9 de la histona H3 trimetilada (H3K9me3) a través del cromodominio HP1α y promueve la deposición de H3K9me3 y la agrupación de la heterocromatina en sitios que incluyen centrómeros y telómeros ; la subunidad POGZ se une adicionalmente y recluta a la metiltransferasa H3K9 SETDB1 a estas regiones. A través de esta actividad, el complejo contribuye al silenciamiento transcripcional y a la reparación dirigida por homología dentro de la heterocromatina. ^{[ 7 ] [ 14 ]} CDYL2 se ha identificado como un componente adicional de esta red pericentromérica, que funciona como un adaptador que une la marca H3K9me3 pericentromérica a CHAMP1 y POGZ; el agotamiento de CDYL2 causa la pérdida de CHAMP1 en los pericentrómeros y conduce a aberraciones mitóticas e inestabilidad genómica similares a las observadas tras la pérdida de CHAMP1. ^{[ 11 ]} Los linfocitos de sangre periférica de individuos con síndrome de CHAMP1 muestran agrupamiento defectuoso de heterocromatina y HR reducido, lo que sugiere que la reparación deficiente del ADN contribuye al trastorno. ^{[ 7 ]} En consonancia con una función en el sistema nervioso, CHAMP1 se expresa en el cerebro en desarrollo del ratón, y los ratones deficientes en CHAMP1 muestran un desarrollo neuronal deficiente y un fenotipo conductual leve. ^{[ 16 ]}

Más allá de sus funciones en la heterocromatina constitutiva, el complejo CHAMP1 responde dinámicamente al estrés de replicación . Al detenerse las horquillas de replicación , el complejo se recluta transitoriamente a estos sitios, donde promueve la deposición de H3K9me3 y establece un entorno de cromatina represivo local. Esta actividad estabiliza las horquillas detenidas y protege el ADN naciente de la degradación por la nucleasa MRE11 ; la pérdida del complejo conduce a una mayor formación de micronúcleos , puentes cromosómicos y una mayor sensibilidad a los agentes inductores de estrés de replicación. En tumores que mantienen la longitud de los telómeros a través de la vía de alargamiento alternativo de los telómeros (ALT), que se caracterizan por un elevado estrés de replicación local en los telómeros, la deficiencia de CHAMP1 crea letalidad sintética con inhibición de la translocasa FANCM . De forma independiente, el complejo CHAMP1 es necesario para la supervivencia de las células de cáncer de ovario amplificadas por CCNE1 , que también exhiben un elevado estrés de replicación; La alta expresión de CHAMP1 se correlaciona con una menor supervivencia global en este subgrupo. Estos hallazgos posicionan al complejo CHAMP1 como una vulnerabilidad terapéutica potencial en cánceres con altos niveles de estrés replicativo. ^{[ 17 ]}

CHAMP1 también desempeña un papel no canónico en el desarrollo del músculo esquelético. Actúa como cofactor del factor de transcripción miogénico MyoD , activando directamente la expresión del fusógeno muscular Myomaker , necesario para la fusión de mioblastos en miofibras multinucleadas . Los mioblastos humanos deficientes en CHAMP1 no se fusionan ni in vitro ni tras su trasplante en ratones, y las células derivadas de individuos con síndrome de CHAMP1 presentan defectos de fusión intrínsecos. Los motivos de dedo de zinc de tipo C2H2 son necesarios y suficientes para la interacción con MyoD y la activación de Myomaker. Si bien el defecto de fusión puede corregirse completamente restaurando la expresión de Myomaker, la reexpresión de CHAMP1 de longitud completa en células que conservan la proteína mutante truncada solo corrige parcialmente la fusión, lo que respalda un efecto dominante negativo de las variantes truncadoras en el contexto muscular. El análisis del transcriptoma también reveló una expresión reducida de varios genes estructurales musculares en células deficientes en CHAMP1, lo que podría contribuir a la debilidad muscular y la hipotonía observadas en los individuos afectados. ^{[ 18 ]}

La mayoría de las variantes patogénicas de CHAMP1 son variantes de codón de terminación prematura (PTC) —cambios de sin sentido , de marco de lectura o de sitio de empalme— y se han descrito varias variantes recurrentes (por ejemplo, p.Arg398* y p.Arg497*). ^{[ 8 ] [ 9 ]} Debido a que la secuencia codificante se encuentra casi completamente dentro de un solo exón, se predice que los transcritos que contienen PTC escapan a la degradación mediada por sin sentido (NMD); de acuerdo con esto, las proteínas CHAMP1 truncadas de los tamaños esperados se expresan de manera detectable en células de individuos afectados en lugar de ser degradadas. ^{[ 9 ] [ 25 ]} Estas proteínas truncadas carecen de la región de dedo de zinc C-terminal, están deslocalizadas de la cromatina y no se unen a POGZ y HP1. ^{[ 9 ]}

El mecanismo por el cual las diferentes alteraciones de CHAMP1 causan enfermedades es un área de investigación activa, y se ha propuesto un marco que relaciona el genotipo con el fenotipo en el que distintas clases de variantes actúan a través de distintos mecanismos. ^{[ 26 ]} Las deleciones de genes completos y las microdeleciones más grandes de 13q34 —que también abarcan loci adyacentes como CDC16 y UPF3B— reducen la cantidad de proteína CHAMP1 funcional y se cree que actúan a través de la haploinsuficiencia ; estas se han asociado con fenotipos comparativamente más leves. ^{[ 26 ] [ 8 ] [ 27 ]} Para las variantes truncadoras más comunes, se han propuesto tanto un mecanismo dominante negativo (en el que la proteína truncada estable interfiere con la proteína de tipo salvaje o sus socios) como una simple haploinsuficiencia, y la cuestión sigue sin resolverse: las comparaciones clínicas han sugerido que las variantes truncadoras ("codificantes") no se comportan como una simple haploinsuficiencia, mientras que los estudios funcionales del defecto de HR asociado han apoyado un mecanismo de haploinsuficiencia; sin embargo, en el contexto muscular, la evidencia funcional de los ensayos de fusión de mioblastos apoya un efecto dominante negativo de las variantes truncadoras. ^{[ 26 ] [ 8 ] [ 25 ] [ 24 ] [ 18 ]} Se ha informado de un pequeño número de variantes de sentido erróneo raras (por ejemplo, p.Gly23Ser) en asociación con una encefalopatía epiléptica grave ; Estos no parecen afectar la reparación de HR y se ha propuesto tentativamente que actúan a través de un mecanismo de ganancia de función , aunque esto se basa en muy pocos casos. ^{[ 26 ] [ 25 ]}