Articulo de referencia

Mucina variante corta S1

La variante corta de mucina S1 , también llamada mucina epitelial polimórfica ( PEM ) o antígeno de membrana epitelial ( EMA ), es una mucina codificada por el gen MUC1 en human...

La variante corta de mucina S1 , también llamada mucina epitelial polimórfica ( PEM ) o antígeno de membrana epitelial ( EMA ), es una mucina codificada por el gen MUC1 en humanos. [ 3 ] La variante corta de mucina S1 es una glicoproteína con una extensa glicosilación O-ligada de su dominio extracelular. Las mucinas recubren la superficie apical de las células epiteliales en los pulmones, estómago, intestinos, ojos y otros órganos. [ 4 ] Las mucinas protegen al cuerpo de la infección mediante la unión de patógenos a oligosacáridos en el dominio extracelular, impidiendo que el patógeno llegue a la superficie celular. [ 5 ] La sobreexpresión de MUC1 se asocia frecuentemente con cánceres de colon, mama, ovario, pulmón y páncreas. [ 6 ] Joyce Taylor-Papadimitriou identificó y caracterizó el antígeno durante su trabajo con tumores de mama y ovario.

Estructura

MUC1 pertenece a la familia de las mucinas y codifica una fosfoproteína glicosilada unida a la membrana . MUC1 tiene una masa proteica central de 120-225 kDa, que aumenta a 250-500 kDa con la glicosilación. Se extiende 200-500 nm más allá de la superficie celular. [ 7 ] 

La proteína se ancla a la superficie apical de muchos epitelios mediante un dominio transmembrana. Más allá del dominio transmembrana se encuentra un dominio SEA que contiene un sitio de escisión para la liberación del gran dominio extracelular. La liberación de mucinas es realizada por enzimas desprendidas . [ 8 ] El dominio extracelular incluye un dominio de repetición en tándem de número variable ( VNTR ) de 20 aminoácidos , con un número de repeticiones que varía de 20 a 120 en diferentes individuos. Estas repeticiones son ricas en residuos de serina, treonina y prolina, lo que permite una o-glicosilación intensa. [ 7 ]

Se han descrito múltiples variantes de transcripción con empalme alternativo que codifican diferentes isoformas de este gen, pero solo se ha determinado la naturaleza de longitud completa de algunas de ellas. [ 9 ]

MUC1 se escinde en el retículo endoplasmático en dos partes: la cola citoplasmática, que incluye el dominio transmembrana, y el dominio extracelular. Estos dominios se asocian estrechamente de forma no covalente. [ 10 ] Esta estrecha asociación no covalente no se rompe con el tratamiento con urea , pH bajo, alta concentración de sal ni ebullición. El tratamiento con dodecilsulfato de sodio provoca la disociación de las subunidades. [ 11 ] La cola citoplasmática de MUC1 tiene 72 aminoácidos de longitud y contiene varios sitios de fosforilación. [ 12 ]

Función

La proteína cumple una función protectora al unirse a patógenos [ 13 ] y también funciona en la capacidad de señalización celular. [ 12 ]

La sobreexpresión, la localización intracelular aberrante y los cambios en la glicosilación de esta proteína se han asociado con carcinomas . Por ejemplo, el antígeno tumoral CanAg es una nueva glicoforma de MUC1. [ 14 ] En el núcleo celular, la proteína MUC1 regula la actividad de complejos de factores de transcripción que desempeñan un papel documentado en los cambios de la inmunidad del huésped inducidos por tumores. [ 15 ]

Interacciones

Se ha demostrado que MUC1 interactúa con:

Papel en el cáncer

La glicosilación intensa en el dominio extracelular de MUC1 inhibe la capacidad de los fármacos quimioterapéuticos para acceder a las células cancerosas. Esta glicosilación crea una región altamente hidrofílica que impide el paso de los fármacos quimioterapéuticos hidrofóbicos , impidiendo que alcancen sus dianas, que generalmente se encuentran dentro de la célula. Asimismo, se ha demostrado que la glicosilación se une a factores de crecimiento , lo que permite a las células cancerosas que producen grandes cantidades de MUC1 concentrar dichos factores cerca de sus receptores , aumentando así la actividad de estos y el crecimiento celular. MUC1 también impide la interacción de las células inmunitarias con los receptores en la superficie de las células cancerosas mediante impedimento estérico , lo que inhibe la respuesta inmunitaria antitumoral. [ 4 ]

Prevenir la muerte celular

Se ha demostrado que la cola citoplasmática de MUC1 se une a p53 . Esta interacción se ve incrementada por el estrés genotóxico. Se encontró que MUC1 y p53 están asociados con el elemento de respuesta de p53 del promotor del gen p21 . Esto resulta en la activación de p21, lo que provoca la detención del ciclo celular. La asociación de MUC1 con p53 en el cáncer resulta en la inhibición de la apoptosis mediada por p53 y la promoción de la detención del ciclo celular mediada por p53. [ 20 ]

La sobreexpresión de MUC1 en fibroblastos aumentó la fosforilación de Akt . La fosforilación de Akt resulta en la fosforilación del promotor de muerte asociado a Bcl-2 . Esto resulta en la disociación del promotor de muerte asociado a Bcl-2 con Bcl-2 y Bcl-xL . Se demostró que la activación dependía de la activación ascendente de PI3K . Además, se demostró que MUC1 aumenta la expresión de Bcl-xL. Sobreexpresión de MUC1 en cáncer. La presencia de Bcl-2 y Bcl-xL libres impide la liberación de citocromo c de las mitocondrias, previniendo así la apoptosis. [ 21 ] La cola citoplasmática de MUC1 es transportada a las mitocondrias a través de la interacción con hsp90 . Esta interacción es inducida a través de la fosforilación de la cola citoplasmática de MUC1 por Src (gen) . Src es activado por el ligando de la familia del receptor de EGF Neuregulina . La cola citoplasmática se inserta entonces en la membrana externa mitocondrial. La localización de MUC1 en las mitocondrias previene la activación de los mecanismos apoptóticos. [ 22 ]

Promover la invasión tumoral

Se demostró que la cola citoplasmática de MUC1 interactúa con la beta-catenina . Se identificó un motivo SXXXXXSSL en MUC1 que se conserva con otros socios de unión de la beta-catenina. Se demostró que esta interacción depende de la adhesión celular. [ 23 ] Los estudios han demostrado que MUC1 se fosforila en un motivo YEKV. La fosforilación de este sitio se ha demostrado por LYN a través de la mediación de la interleucina 7 , [ 24 ] Src a través de la mediación del EGFR, [ 25 ] [ 26 ] y PRKCD . [ 27 ] Esta interacción es antagonizada por la degradación de la beta-catenina por GSK3B . MUC1 bloquea la degradación de la beta-catenina dependiente de la fosforilación por GSK3B. [ 28 ] [ 29 ] El resultado es que el aumento de la expresión de MUC1 en el cáncer aumenta la beta-catenina estabilizada. Esto promueve la expresión de vimentina y CDH2 . Estas proteínas se asocian con un fenotipo mesenquimal, caracterizado por una mayor motilidad e invasividad. En las células cancerosas, la mayor expresión de MUC1 promueve la invasión celular a través de la beta-catenina, lo que da lugar al inicio de la transición epitelio-mesenquimal, que a su vez promueve la formación de metástasis. [ 30 ] [ 31 ]

Usos diagnósticos

Análisis de sangre: Antígenos cancerígenos (CA) 27.29 y 15-3

Las pruebas CA 27.29 ( también conocida como BR 27.29) y CA 15-3 miden diferentes epítopos del mismo antígeno proteico, producto del gen MUC1, presente en el cáncer de mama. La prueba CA 27.29 presenta mayor sensibilidad y especificidad que la CA 15-3 y se encuentra elevada en el 30 % de las pacientes con enfermedad en estadio inicial y entre el 60 % y el 70 % de las pacientes con cáncer de mama en estadio avanzado.

Los niveles de CA 27.29 superiores a 100 U/mL y los niveles de CA 15-3 superiores a 25 U/mL son poco frecuentes en afecciones benignas e indican malignidad.

Inmunohistoquímica

Mediante inmunohistoquímica , se puede identificar MUC1 en una amplia gama de epitelios secretores y sus equivalentes neoplásicos : [ 32 ]

Como diana terapéutica

Utilizando MUC1, se están probando vacunas contra un tipo de cáncer de sangre llamado mieloma múltiple . En teoría, esta tecnología podría aplicarse al 90 % de todos los cánceres conocidos, incluidos el de próstata y el de mama, así como los tumores sólidos y no sólidos. Este método activaría el sistema inmunitario entrenando a las células T para que busquen y destruyan las células que presentan una molécula (o marcador) específica de MUC1. La MUC1 se encuentra en casi todas las células epiteliales, pero se sobreexpresa en las células cancerosas, y sus glicanos asociados son más cortos que los de la MUC1 no asociada a tumores. [ 34 ]

Debido a que MUC1 se sobreexpresa (y se glicosila de manera diferente) en muchos tipos de cáncer, se ha investigado como diana farmacológica, por ejemplo, para la vacuna MUC1 ONT-10, que ha tenido un estudio clínico de fase 1. [ 35 ]

Véase también

Referencias

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Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .