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El factor de transcripción asociado a microftalmia también conocido como proteína 32 hélice-bucle-hélice básica de clase E o bHLHe32 es una proteína que en humanos está codificada por el gen MITF .

MITF es un factor de transcripción de cremallera de leucina hélice-bucle-hélice básico involucrado en la regulación de la vía específica del linaje de muchos tipos de células, incluidos melanocitos , osteoclastos y mastocitos . [5] El término "linaje específico", dado que se relaciona con MITF, significa genes o rasgos que solo se encuentran en un cierto tipo de célula. Por lo tanto, MITF puede estar involucrado en el recableado de cascadas de señalización que se requieren específicamente para la supervivencia y función fisiológica de sus precursores de células normales. [6]

MITF, junto con el factor de transcripción EB ( TFEB ), TFE3 y TFEC , pertenecen a una subfamilia de proteínas bHLHZip relacionadas, denominada familia de factores de transcripción MiT-TFE. [7] [8] Los factores pueden formar homo y heterodímeros de unión al ADN estables. [9] El gen que codifica para reside MITF en el mi locus en ratones, [10] y sus objetivos protumorogenic incluyen factores implicados en la muerte celular, la replicación del ADN , la reparación, la mitosis, la producción de microARN, el tráfico de membrana, metabolismo mitocondrial, y mucho más . [11]La mutación de este gen produce sordera, pérdida de masa ósea, ojos pequeños y ojos y piel mal pigmentados. [12] En sujetos humanos, debido a que se sabe que MITF controla la expresión de varios genes que son esenciales para la síntesis normal de melanina en los melanocitos, las mutaciones de MITF pueden conducir a enfermedades como el melanoma , el síndrome de Waardenburg y el síndrome de Tietz . [13] Su función se conserva en todos los vertebrados, incluso en peces como el pez cebra [14] y Xiphophorus . [15]

Es necesario comprender MITF para comprender cómo progresan ciertos cánceres específicos de linaje y otras enfermedades. Además, la investigación actual y futura puede conducir a posibles vías para apuntar a este mecanismo de factor de transcripción para la prevención del cáncer [ cita requerida ] .

Importancia clínica [ editar ]

Mutaciones [ editar ]

Como se mencionó anteriormente, los cambios en MITF pueden resultar en problemas de salud graves. Por ejemplo, las mutaciones de MITF se han implicado tanto en el síndrome de Waardenburg y síndrome de Tietz .

El síndrome de Waardenburg es un trastorno genético poco común. Sus síntomas incluyen sordera, defectos menores y anomalías en la pigmentación. [16] Se han encontrado mutaciones en el gen MITF en ciertos pacientes con síndrome de Waardenburg, tipo II. Se encuentran mutaciones que cambian la secuencia de aminoácidos que dan como resultado un MITF anormalmente pequeño. Estas mutaciones interrumpen la formación de dímeros y, como resultado, provocan un desarrollo insuficiente de melanocitos. [ cita requerida ] La escasez de melanocitos causa algunos de los rasgos característicos del síndrome de Waardenburg. [ cita requerida ]

El síndrome de Tietz, descrito por primera vez en 1923, es un trastorno congénito que a menudo se caracteriza por sordera y leucismo. Tietz es causado por una mutación en el gen MITF. [17] La mutación en MITF elimina o cambia un solo par de bases de aminoácidos específicamente en la región del motivo de base de la proteína MITF. La nueva proteína MITF no puede unirse al ADN y al desarrollo de melanocitos y, posteriormente, se altera la producción de melanina. Una cantidad reducida de melanocitos puede provocar pérdida de audición, y la disminución de la producción de melanina puede explicar el color claro de la piel y el cabello que hacen que el síndrome de Tietz sea tan notorio. [13]

Melanoma [ editar ]

Los melanocitos se conocen comúnmente como células responsables de producir el pigmento melanina que da coloración al cabello, la piel y las uñas. Los mecanismos exactos de cómo exactamente los melanocitos se vuelven cancerosos son relativamente poco claros, pero hay investigaciones en curso para obtener más información sobre el proceso. Por ejemplo, se ha descubierto que el ADN de ciertos genes a menudo se daña en las células del melanoma, muy probablemente como resultado del daño de la radiación ultravioleta y, a su vez, aumenta la probabilidad de desarrollar melanoma. [18] Específicamente, se ha encontrado que un gran porcentaje de melanomas tienen mutaciones en el gen B-RAF que conduce al melanoma al causar una cascada de quinasa MEK-ERK cuando se activa. [19] Además de B-RAF, también se sabe que MITF juega un papel crucial en la progresión del melanoma. Dado que es un factor de transcripción que participa en la regulación de genes relacionados con la invasividad, la migración y la metástasis, puede desempeñar un papel en la progresión del melanoma. La Figura 1 muestra los activadores y dianas específicos de MITF que están relacionados con la supervivencia, migración, proliferación, invasión y metástasis de células de melanoma.

Genes diana [ editar ]

MITF reconoce las secuencias E-box (CAYRTG) y M-box (TCAYRTG o CAYRTGA) en las regiones promotoras de los genes diana. Los genes diana conocidos (confirmados por al menos dos fuentes independientes) de este factor de transcripción incluyen,

Los genes adicionales identificados por un estudio de microarrays (que confirmó los objetivos anteriores) incluyen los siguientes, [21]

La vía de señalización LysRS-Ap 4 A-MITF [ editar ]

La vía de señalización LysRS -Ap 4 A-MITF se descubrió por primera vez en mastocitos , en los que la vía de la proteína quinasa activada por mitógeno A (MAPK) se activa tras la estimulación del alérgeno. La unión de la inmunoglobulina E al receptor de IgE de alta afinidad ( FcεRI ) proporciona el estímulo que inicia la cascada.

La lisil- tRNA sintetasa (LysRS) normalmente reside en el complejo multisintetasa. Este complejo consta de nueve aminoacil-tRNA sintetasas diferentes y tres proteínas de andamiaje y se ha denominado "signalosoma" debido a sus funciones de señalización no catalíticas. [39] Después de la activación, LysRS se fosforila en la serina 207 de una manera dependiente de MAPK. [40] Esta fosforilación hace que LysRS cambie su conformación, se separe del complejo y se traslade al núcleo, donde se asocia con la proteína de unión a nucleótidos de la tríada de histidina codificante 1 (HINT1), formando así el complejo inhibidor MITF-HINT1. El cambio conformacional también cambia la actividad de LysRS de la aminoacilación del ARNt de lisina aproducción de tetrafosfato de diadenosina (Ap4A) . Ap4A, que es una adenosina unida a otra adenosina a través de un puente de tetrafosfato 5'-5', se une a HINT1 y esto libera MITF del complejo inhibidor, lo que le permite transcribir sus genes diana. [41] Específicamente, Ap4A causa una polimerización de la molécula HINT1 en filamentos. La polimerización bloquea la interfaz para MITF y, por lo tanto, evita la unión de las dos proteínas. Este mecanismo depende de la longitud precisa del puente de fosfato en la molécula de Ap4A, por lo que otros nucleótidos como ATP o AMP no lo afectarán. [42]

MITF también es una parte integral de los melanocitos, donde regula la expresión de una serie de proteínas con potencial melanogénico. La expresión continua de MITF a un cierto nivel es uno de los factores necesarios para que las células de melanoma proliferen, sobrevivan y eviten la detección por las células inmunes del huésped a través del reconocimiento de células T del antígeno asociado al melanoma (melan-A). [43] Se ha demostrado que las modificaciones postraduccionales de las moléculas HINT1 afectan la expresión del gen MITF, así como la unión de Ap4A. [44] Se ha demostrado que las mutaciones en el propio HINT1 son la causa de las neuropatías axonales . [45]  El mecanismo regulador se basa en la enzima diadenosina tetrafosfato hidrolasa, un miembro de la familia enzimática Nudix tipo 2 (NUDT2), para escindir Ap4A, permitir la unión de HINT1 a MITF y así suprimir la expresión de los genes transcritos de MITF. [46] También se ha demostrado que el propio NUDT2 está asociado con el carcinoma de mama humano, donde promueve la proliferación celular. [47] La enzima tiene un tamaño de 17 kDa y puede difundirse libremente entre el núcleo y el citosol, lo que explica su presencia en el núcleo. También se ha demostrado que se transporta activamente al núcleo al interactuar directamente con el dominio N-terminal de importina-βtras la estimulación inmunológica de los mastocitos. Cada vez hay más pruebas que apuntan al hecho de que la vía de señalización LysRS-Ap4A-MITF es de hecho un aspecto integral del control de la actividad transcripcional de MITF. [48]

Se ha confirmado la activación de la vía de señalización LysRS-Ap4A-MITF por isoproterenol en cardiomiocitos. Una isoforma de MITF específica del corazón es un importante regulador del crecimiento cardíaco y la hipertrofia responsable del crecimiento del corazón y de la respuesta fisiológica de los cardiomiocitos a la estimulación beta-adrenérgica. [49]

Fosforilación [ editar ]

MITF se fosforila en varios residuos de serina y tirosina. [50] [51] [52] La fosforilación de serina está regulada por varias vías de señalización que incluyen MAPK / BRAF / ERK , receptor de tirosina quinasa KIT , GSK-3 y mTOR . Además, varias quinasas, incluidas PI3K , AKT , SRC y P38 , también son activadores críticos de la fosforilación de MITF. [53] En contraste, la fosforilación de tirosina es inducida por la presencia de la mutación oncogénica KIT D816V. [52] Este KIT D816V La vía depende de la señalización de activación de la familia de proteínas SRC . La inducción de la fosforilación de la serina por la vía MAPK / BRAF frecuentemente alterada y la vía GSK-3 en el melanoma regula la exportación nuclear de MITF y, por lo tanto, disminuye la actividad de MITF en el núcleo. [54] De manera similar, la fosforilación de tirosina mediada por la presencia de la mutación oncogénica KIT D816V también aumenta la presencia de MITF en el citoplasma. [52]

Interacciones [ editar ]

La mayoría de los factores de transcripción funcionan en cooperación con otros factores mediante interacciones proteína-proteína . La asociación de MITF con otras proteínas es un paso crítico en la regulación de la actividad transcripcional mediada por MITF. Algunas interacciones MITF comúnmente estudiadas incluyen aquellas con MAZR, PIAS3 , Tfe3 , hUBC9, PKC1 y LEF1 . Observar la variedad de estructuras da una idea de los variados roles de MITF en la célula.

El factor relacionado con la proteína del dedo de zinc asociado a Myc (MAZR) interactúa con el dominio Zip de MITF. Cuando se expresan juntos, tanto MAZR como MITF aumentan la actividad promotora del gen mMCP-6. MAZR y MITF juntos transactivan el gen mMCP-6. MAZR también juega un papel en la expresión fenotípica de mastocitos en asociación con MITF. [55]

PIAS3 es un inhibidor de la transcripción que actúa inhibiendo la actividad de unión al ADN de STAT3 . PIAS3 interactúa directamente con MITF y STAT3 no interfiere con la interacción entre PIAS3 y MITF. PIAS3 funciona como una molécula clave en la supresión de la actividad transcripcional de MITF. Esto es importante al considerar el desarrollo de mastocitos y melanocitos. [56]

MITF, TFE3 y TFEB son parte de la familia básica de factores de transcripción de la cremallera de hélice-bucle-hélice-leucina. [7] [9] Cada proteína codificada por la familia de factores de transcripción puede unirse al ADN. MITF es necesario para el desarrollo de melanocitos y ojos y una nueva investigación sugiere que TFE3 también es necesario para el desarrollo de osteoclastos, una función redundante de MITF. La pérdida combinada de ambos genes da como resultado una osteopetrosis grave, lo que apunta a una interacción entre MITF y otros miembros de su familia de factores de transcripción. [57] [58] A su vez, TFEB se ha denominado como el regulador principal de la biogénesis y autofagia de lisosomas. [59] [60]Curiosamente, en el melanoma se han descrito papeles separados de MITF, TFEB y TFE3 en la modulación de la autofagia inducida por inanición. [61] Además, las proteínas MITF y TFEB regulan directamente la expresión de ARNm y proteínas de cada una, mientras que su localización subcelular y actividad transcripcional están sujetas a una modulación similar, como la vía de señalización de mTOR . [8]

UBC9 es una enzima conjugadora de ubiquitina cuyas proteínas se asocian con MITF. Aunque se sabe que hUBC9 actúa preferentemente con SENTRIN / SUMO1, un análisis in vitro demostró una mayor asociación real con MITF. hUBC9 es un regulador crítico de la diferenciación de melanocitos. Para hacer esto, apunta a MITF para la degradación del proteasoma. [62]

La proteína 1 que interactúa con la proteína quinasa C (PKC1) se asocia con MITF. Su asociación se reduce con la activación celular. Cuando esto sucede, MITF se desconecta de PKC1. La PKC1 por sí sola, que se encuentra en el citosol y el núcleo, no tiene ninguna función fisiológica conocida. Sin embargo, tiene la capacidad de suprimir la actividad transcripcional de MITF y puede funcionar como un regulador negativo in vivo de la actividad transcripcional inducida por MITF. [63]

La cooperación funcional entre MITF y el factor de mejora linfoide (LEF-1) da como resultado una transactivación sinérgica del promotor del gen de la dopacromo tautomerasa, que es un marcador de melanoblasto temprano. LEF-1 está involucrado en el proceso de regulación por señalización Wnt. LEF-1 también coopera con proteínas relacionadas con MITF como TFE3. MITF es un modulador de LEF-1 y esta regulación asegura la propagación eficiente de señales Wnt en muchas células. [27]

Regulación traslacional [ editar ]

La regulación traslacional de MITF es todavía un área inexplorada con solo dos artículos revisados ​​por pares (a partir de 2019) que destacan la importancia. [64] [65] Durante la inanición de glutamina de las células de melanoma, aumenta la transcripción de ATF4 , así como la traducción del ARNm debido a la fosforilación de eIF2α . [64] Esta cadena de eventos moleculares conduce a dos niveles de supresión de MITF: primero, la proteína ATF4 se une y suprime la transcripción de MITF y segundo, eIF2α bloquea la traducción de MITF posiblemente a través de la inhibición de eIF2B por eIF2α.

MITF también puede modificarse directamente de forma traduccional mediante la ARN helicasa DDX3X . [65] El 5 'UTR de MITF contiene elementos reguladores importantes ( IRES ) que son reconocidos, vinculados y activados por DDX3X. Aunque, el 5 'UTR de MITF solo consiste en un tramo de nucleótidos de 123 nt, se predice que esta región se pliega en estructuras secundarias de ARN energéticamente favorables que incluyen bucles de múltiples ramas y protuberancias asimétricas que son características de los elementos IRES. La activación de estas secuencias reguladoras en cis por DDX3X promueve la expresión de MITF en células de melanoma. [sesenta y cinco]

Ver también [ editar ]

  • Microftalmia
  • Salpicado de blanco

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Factor de transcripción + asociado a microftalmia en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE .