Papel del receptor de melanocortinas 1 (MC1R) como regulador de respuestas no pigmentarias de defensa frente al estrés oxidativo
Castejón Griñán, María

El receptor de melanocortinas 1 (MC1R) es un receptor acoplado a proteínas G imprescindible para la regulación de la proliferación y diferenciación de los melanocitos epidérmicos. Se activa por melanocortinas y emplea varias vías de transducción de señales. El gran polimorfismo del gen MC1R, es la principal fuente de variación de la pigmentación humana, ya que la activación de MC1R estimula la síntesis de eumelaninas de color oscuro (bronceado). La radiación ultravioleta (RUV), induce este proceso. Además, la interacción de la RUV con la materia orgánica causa estrés oxidativo como consecuencia de la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Éste es un factor etiológico del fotoenvejecimiento y la carcinogénesis cutánea. Estudios recientes sugieren MC1R promueve: la inducción de defensas antioxidantes y la activación de mecanismos de reparación de ADN. Por lo tanto, alelos del gen MC1R con función disminuida se asocian a mayor riesgo de cáncer de piel en general, y de melanoma en particular. La naturaleza precisa de estos procesos no se conoce suficientemente. Tampoco están bien caracterizadas las vías de señalización activadas por MC1R para la inducción de estos mecanismos de defensa. Por ello estudiamos el MC1R como regulador de respuestas no pigmentarias de defensa frente al estrés oxidativo siguiendo estos objetivos:

1 Identificación de enzimas implicadas en la detoxificación de ROS inducidas por MC1R 
2 Regulación por MC1R de la función mitocondrial 
3 Caracterización de los mecanismos de activación de dichas defensas antioxidantes 
4 Análisis de las vías de señalización intracelular responsables de la regulación de la actividad de las enzimas antioxidantes. Se analizarán las cascadas implicadas y la influencia del fondo genético de la célula
5 Identificación de proteínas reguladoras implicadas en la respuesta detoxificante.

Ciencias de la Salud
Melanocitos
Director: José Carlos García-Borrón
Codirector: Celia Jiménez-Cervantes Frijols
Integración y modulación de señales en biomedicina.
Defendida

Estancia predoctoral en: Department of Cellular and Molecular Medicine
Faculty of Health and Medical Sciences
University of Copenhagen

Período: 09/01/2017 - 01/05/2017

Durante la estancia se abordarán dos proyectos contemplados en la memoria de actividad de la tesis doctoral. El primero, sería comparar el estado funcional de las vías de reparación en melanocitos y células de melanoma con diferente genotipo MC1R, en estado basal y tras estimulación con la hormona estimulante de melanocitos (MSH). Está descrito que el MC1R activa mecanismos de reparación de daño oxidativo y/o producido por UVB, a través de la vía del AMPc. En consecuencia, alelos del gen MC1R con función disminuida (asociados a pelo rojo) se asocian a mayor riesgo de melanoma. Durante el primer año de desarrollo de la tesis se ha descubierto que los mutantes del MC1R asociados a pelo rojo también tienen una capacidad apreciable de disminuir daño oxidativo en ADN (marcaje con oxodG), focos de reparación (histona H2AX fosforilada) y roturas de hebras de ADN (ensayo comet). Además en este caso no lo hacen a través de la vía del AMPc, por la que señalan muy deficientemente, sino a través de AKT (manuscrito en preparación). Basándonos en estos resultados y de acuerdo con el proyecto de tesis, queremos dilucidar si las proteínas implicadas en las vías de reparación de ADN son las mismas que las que se activan a través de la vía del AMPc aguas abajo del receptor WT. Para ello, se aplicarán técnicas novedosas de análisis funcional de vías de reparación de ADN, en las que tenemos una experiencia limitada, pero que son de uso habitual en el laboratorio del doctor López-Contreras, especializado en el estudio del daño en ADN e inestabilidad genómica en procesos relacionados con envejecimiento y cáncer. Esta experiencia viene avalada por los proyectos con los que cuenta actualmente "Exploring the impact of Replication Stress on Ageing and Cancer" y "Chromosomal Common Fragile Sites: Unravelling their biological functions and the basis of their instability" financiados por "the Danish Council for Independent Research" Sapere Aude "DFF Starting Grant (DFF 4004-00185B) y "European Research Council" (ERC-2015-StG), respectivamente.

Como segundo objetivo, en relación al proyecto financiado por la fundación Séneca, de nuestro grupo "Melanocortin 1 Receptor and Polyamines as phenotypic determinants of melanocytes and melanoma cells" intentaremos identificar proteínas que interaccionen con MGRN1 (E3 ubiquitina ligasa) implicadas en la regulación de los mecanismos de reparación de ADN. El grupo de investigación en el que se desarrollará la estancia, estudia el papel de BRCA1, gracias al proyecto "Identification of novel targets for the BRCA1 ubiquitin ligase activity" financiado por "KBVU Project from the Danish Cancer Society". BRCA1 es una E3 ubiquitina ligasa, esencial como supresor tumoral y frecuentemente mutada en cáncer de mama familiar. Por tanto, es similar en función a MGRN1, objeto de nuestro proyecto GERM. BRCA1 desempeña importantes papeles en la regulación del ciclo celular, reparación de daño en ADN, amplificación del centrosoma, regulación de la cromatima y regulación transcripcional, procesos que previenen la inestabilidad genómica. El laboratorio receptor, cuenta con una gran formación en proteómica y ha optimizado técnicas para la identificación del interactoma de E3 ubiquitina ligasas. Por lo tanto, este segundo objetivo consiste en el estudio proteómico para la identificación de proteínas reguladoras de o reguladas por MGRN1.