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Complejo de diferenciación epidérmica

El complejo de diferenciación epidérmica ( EDC ) es un complejo génico que comprende más de cincuenta genes que codifican proteínas implicadas en la diferenciación terminal y la...

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El complejo de diferenciación epidérmica ( EDC ) es un complejo génico que comprende más de cincuenta genes que codifican proteínas implicadas en la diferenciación terminal y la cornificación de los queratinocitos , el tipo celular primario de la epidermis . En humanos, el complejo se localiza en un segmento de 1,9 Mbp dentro del cromosoma 1q21 . [ 1 ] [ 2 ] Las proteínas codificadas por los genes EDC están estrechamente relacionadas en términos de función y, evolutivamente, pertenecen a tres familias génicas distintas : la familia precursora de la envoltura cornificada, la familia de proteínas S100 y la familia de proteínas fusionadas S100 (SFTP). [ 3 ]

Se ha planteado la hipótesis de que la agrupación de genes EDC se produjo debido a eventos de duplicación que fueron favorecidos evolutivamente durante la adaptación a los ambientes terrestres. [ 3 ] [ 4 ] En los sirenios , los principales subtipos de genes EDC se han conservado o incluso duplicado, como los genes duplicados de la envoltura cornificada tardía de los dugongos. Por otro lado, los genes FLG (filagrina) de la familia SFTP se han inactivado en los sirenios, con la excepción de los manatíes . Los cetáceos también han perdido la función de los genes FLG. [ 5 ] Las proteínas EDC han estado involucradas en una variedad de trastornos de la piel, incluyendo ictiosis vulgar , dermatitis atópica y psoriasis . [ 6 ]

Historia

El complejo de diferenciación epidérmica se describió por primera vez en 1993, [ 1 ] y se caracterizó con mayor detalle en 1996, cuando Dietmar Mischke y sus colegas observaron la "estrecha cooperación funcional entre [once] genes estructural y evolutivamente relacionados". [ 2 ] Para 2001, se habían identificado 37 genes como miembros del EDC. [ 7 ] El número aumentó a 43 en 2002, [ 8 ] y para 2012 un total de 57 genes se consideraban parte del complejo. [ 3 ]

genes EDC

Familia de precursores de envoltura cornificada

Como su nombre lo indica, la familia de precursores de la envoltura cornificada (EC) incluye genes que codifican las proteínas que forman la EC. La EC es una matriz reticulada que rodea a los queratinocitos escamosos terminalmente diferenciados después de un proceso conocido como cornificación . Las proteínas precursoras de la EC se reticulan mediante transglutaminasas . [ 3 ] La proporción de proteínas precursoras de la EC varía de un tejido a otro. [ 3 ] En la epidermis, el componente más abundante de la EC es la loricrina (65-70%), mientras que la involucrina es un componente minoritario (<5%). Las demás proteínas de la EC se clasifican como proteínas pequeñas ricas en prolina (SPRR), un subconjunto del cual es el grupo de proteínas de la envoltura cornificada tardía (ECL). [ 3 ]

Proteínas pequeñas ricas en prolina (proteínas SPRR)
Proteínas de la envoltura cornificada tardía (proteínas LCE)

Familia S100

La familia S100 comprende 17 genes y 6 pseudogenes. Las proteínas S100 contienen dos motivos EF-hand separados por una región bisagra. [ 3 ] Las proteínas S100 tienen diversas funciones y generalmente se asocian con la diferenciación epidérmica anormal. [ 3 ] S100A8 y S100A9 (calgranulina A y B, respectivamente) se dimerizan para formar calprotectina . La calprotectina, la psoriasina ( S100A7 ) y la koebnerisina ( S100A7A ) son péptidos antimicrobianos . [ 3 ]

Familia SFTP

La familia de proteínas fusionadas tipo S100 (SFTP) o familia de genes fusionados comprende genes que se expresan principalmente en epitelios estratificados y desempeñan un papel en la homeostasis epitelial. [ 3 ] [ 9 ] Al igual que las proteínas S100, las SFTP contienen dos motivos EF-hand de unión al calcio. [ 3 ] Estas proteínas están asociadas con filamentos intermedios citoplasmáticos , así como con componentes menores del CE. [ 3 ] Debido a su estructura homóloga, también se las conoce como proteínas similares a la filagrina. [ 10 ] [ 11 ]

Regulación de la expresión del gen EDC

Los genes EDC están controlados transcripcionalmente por varios factores de transcripción como el factor 4 similar a Krüppel (KLF4), GATA3 , el factor 3 similar a grainyhead (GRHL3), el translocador nuclear del receptor de hidrocarburos arílicos (ARNT) y NRF2 . [ 3 ]

Referencias

  1. 1 2 Volz, Armin; Korge, Bernhard P.; Compton, John G.; Ziegler, Andreas; Steinert, Peter M.; Mischke, Dietmar (octubre de 1993). "Mapeo físico de un grupo funcional de genes de diferenciación epidérmica en el cromosoma 1q21". Genomics . 18 (1): 92– 99. doi : 10.1006/geno.1993.1430 . PMID 8276421 . 
  2. 1 2 Mischke, Dietmar; Korge, Bernhard P.; Marenholz, Ingo; Volz, Armin; Ziegler, Andreas (mayo de 1996). "Los genes que codifican las proteínas estructurales de la cornificación epidérmica y las proteínas de unión al calcio S100 forman un complejo genético ("complejo de diferenciación epidérmica") en el cromosoma humano 1q21" . Journal of Investigative Dermatology . 106 (5): 989– 992. doi : 10.1111/1523-1747.ep12338501 . PMID 8618063 . 
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Kypriotou, Magdalini; Huber, Marcel; Hohl, Daniel (septiembre de 2012). "El complejo de diferenciación epidérmica humana: precursores de la envoltura cornificada, proteínas S100 y la familia de 'genes fusionados'". Dermatología experimental . 21 (9): 643– 649. doi : 10.1111/j.1600-0625.2012.01472.x . PMID 22507538 . 
  4. ↑ Backendorf, C; Hohl, D (octubre de 1992). "¿Un origen común para las proteínas de la envoltura cornificada?". Nature Genetics . 2 (2): 91. doi : 10.1038/ng1092-91 . PMID 1303269. S2CID 28646784 .  
  5. ↑ Steinbinder, Julia; Sachslehner, Attila Placido; Holthaus, Karin Brigit; Eckhart, Leopold (23 de abril de 2024). "Genómica comparativa de los sirenios revela la evolución de la filagrina y la caspasa-14 tras la adaptación de la epidermis a la vida acuática" . Scientific Reports . 14 (1): 9278. Bibcode : 2024NatSR..14.9278S . doi : 10.1038/ s41598-024-60099-2 . ISSN 2045-2322 . PMC 11039687. PMID 38653760 .   
  6. ↑ Hoffjan, S; Stemmler, S (septiembre de 2007). "Sobre el papel del complejo de diferenciación epidérmica en la ictiosis vulgar, la dermatitis atópica y la psoriasis". British Journal of Dermatology . 157 (3): 441– 449. doi : 10.1111/j.1365-2133.2007.07999.x . PMID 17573887. S2CID 9434345 .  
  7. ↑ Marenholz, I; Zirra, M; Fischer, DF; Backendorf, C; Ziegler, A; Mischke, D (marzo de 2001). "Identificación de genes codificados por el complejo de diferenciación epidérmica humana (EDC) mediante hibridación sustractiva de YAC completos a una biblioteca de ADNc de queratinocitos en cuadrícula" . Genome Research . 11 (3): 341– 55. doi : 10.1101/gr.114801 . PMC 311024. PMID 11230159 .  
  8. ↑ Elder, James T.; Zhao, Xinping (octubre de 2002). "Evidencia de control local de la expresión génica en el complejo de diferenciación epidérmica" ( PDF) . Dermatología experimental . 11 (5): 406– 412. doi : 10.1034/j.1600-0625.2002.110503.x . hdl : 2027.42/71593 . PMID 12366693. S2CID 10189529 .  
  9. ^ Wu, Zhihong; Hansmann, Britta; Meyer-Hoffert, Ulf; Gläser, Regina; Schröder, Jens-Michael; Egles, Christophe (22 de abril de 2009). "Análisis de expresión e identificación molecular de filagrina-2, un miembro de la familia de proteínas de tipo fusionado S100" . MÁS UNO . 4 (4) e5227. Código Bib : 2009PLoSO...4.5227W . doi : 10.1371/journal.pone.0005227 . PMC 2668185 . PMID 19384417 .  
  10. ↑ de Guzman Strong, C.; Conlan, S.; Deming, CB; Cheng, J.; Sears, KE; Segre, JA (20 de enero de 2010). "Un entorno de elementos reguladores en el bloque sinténico del complejo de diferenciación epidérmica: implicaciones para la dermatitis atópica y la psoriasis" . Human Molecular Genetics . 19 (8): 1453– 1460. doi : 10.1093/hmg/ddq019 . PMC 2846160. PMID 20089530 .  
  11. ^ Pellerin, Laurence; Enrique, Julie; Hsu, Chiung-Yueh; Balica, Stéfana; Jean-Decoster, Catherine; Méchin, Marie-Claire; Hansmann, Britta; Rodríguez, Elke; Weindinger, Stefan; Schmitt, Anne-Marie; Serré, Guy; Pablo, Carle; Simon, Michel (abril de 2013). "Defectos de las proteínas similares a la filagrina en piel atópica tanto lesionada como no lesionada". Revista de Alergia e Inmunología Clínica . 131 (4): 1094– 1102. doi : 10.1016/j.jaci.2012.12.1566 . PMID 23403047 .