Factor inducible por hipoxia


Los factores inducibles por hipoxia ( HIF ) son factores de transcripción que responden a la disminución del oxígeno disponible en el entorno celular, o hipoxia . [1] [2]

El complejo transcripcional HIF fue descubierto en 1995 por Gregg L. Semenza y el becario postdoctoral Guang Wang. [3] [4] [5] En 2016, William Kaelin Jr. , Peter J. Ratcliffe y Gregg L. Semenza recibieron el Premio Lasker por su trabajo para dilucidar el papel de HIF-1 en la detección de oxígeno y su papel en la supervivencia. condiciones de bajo oxígeno. [6] En 2019, las mismas tres personas recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su trabajo para dilucidar cómo HIF detecta y adapta la respuesta celular a la disponibilidad de oxígeno. [7]

La mayoría, si no todas, las especies que respiran oxígeno expresan el complejo transcripcional altamente conservado HIF-1, que es un heterodímero compuesto por una subunidad alfa y una subunidad beta, siendo esta última un translocador nuclear del receptor de arilo hidrocarbonado (ARNT) expresado constitutivamente. [4] [8] HIF-1 pertenece a la subfamilia PER-ARNT-SIM (PAS) de la familia básica de factores de transcripción helix-loop-helix (bHLH). Las subunidades alfa y beta tienen una estructura similar y ambas contienen los siguientes dominios: [9] [10] [11]

La expresión de HIF1α en células madre hematopoyéticas explica la naturaleza inactiva de las células madre [14] por mantenerse metabólicamente a un ritmo bajo para preservar la potencia de las células madre durante largos períodos en el ciclo de vida de un organismo.

La cascada de señalización HIF media los efectos de la hipoxia, el estado de baja concentración de oxígeno, en la célula. La hipoxia a menudo evita que las células se diferencien . Sin embargo, la hipoxia promueve la formación de vasos sanguíneos y es importante para la formación de un sistema vascular en embriones y tumores. La hipoxia en heridas también favorece la migración de queratinocitos y la restauración del epitelio . [15] Por lo tanto, no sorprende que la modulación de HIF-1 se identificara como un paradigma de tratamiento prometedor en la cicatrización de heridas. [dieciséis]

En general, los HIF son vitales para el desarrollo. En los mamíferos, la eliminación de los genes HIF-1 da como resultado la muerte perinatal. [17] Se ha demostrado que HIF-1 es vital para la supervivencia de los condrocitos , lo que permite que las células se adapten a las condiciones de poco oxígeno dentro de las placas de crecimiento de los huesos . HIF juega un papel central en la regulación del metabolismo humano. [18]


Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2019: Cómo las células detectan y se adaptan a la disponibilidad de oxígeno. En condiciones normóxicas, Hif-1 alfa se hidroxila en dos residuos de prolina. Luego se asocia con VHL y se marca con ubiquitina, lo que da como resultado una degradación proteasómica. En condiciones hipóxicas, Hif-1 alfa se transloca al núcleo celular y se asocia con Hif-1 beta. Este complejo luego se une a la región HRE del ADN, lo que da como resultado la transcripción de genes que están involucrados en una multitud de procesos que incluyen la eritropoyesis, la glucólisis y la angiogénesis.