Caracterització fenotípica i funcional de membres solubles de la superfamília de receptors scavenger rics en cisteïna (SF-SRCR)

Abstract

La superfamília de receptors scavenger rics en cisteïna (SF-SRCR) és un grup de proteïnes de membrana i/o secretades molt antic i conservat al llarg de l’evolució. Els membres de la SF-SRCR es caracteritzen per la presència d’una o més repeticions d’un domini anomenat SRCR, d’aproximadament 100 aminoàcids (aa) i ric en cisteïna. Malgrat l’alt grau de conservació del domini SRCR, no s’ha descrit una funció o lligand comú per tots els membres de la SF-SRCR.

Els estudis realitzats a llarg d’aquesta tesi han permès caracteritzar molecular i funcionalment dos membres solubles relativament nous de la SF-SRCR, S5D-SRCRB (soluble 5 domains-SRCR of group B) i S4D-SRCRB (soluble 4 domains-SRCR of group B). A més, s’ha aprofundit en la descripció del paper que juga DMBT1/Hensin en la diferenciació terminal de les cèl•lules intercalades de ronyó.

S5D-SRCRB és una glicoproteïna secretòria altament glicosilada, formada per cinc dominis SRCR, espaiats per pèptids rics en els aa Pro, Ser, Thr (PST), a més d’un domini C terminal de tipus mucina. Les glicosilacions que S5D-SRCRB presenta són del tipus N i O. Al seu torn, S4D-SRCRB és una glicoproteïna formada per quatre dominis SRCR també espaiats per pèptids PST, però únicament conté glicosilacions de tipus O.

A més de la caracterització bioquímica dels dos membres, la generació d’anticossos monoclonals contra S5D-SRCRB va permetre estudiar el patró d’expressió tissular d’aquesta proteïna. L’estudi va desvetllar que S5D-SRCRB s’expressava principalment als epitelis, on el tracte urogenital presentava els nivells d’expressió més importants a nivell protèic i d’ARN.

Pel que fa la funció de S5D-SRCRB i S4D-SRCRB, es va observar que ambdues proteïnes s’unien de manera dosi-depenent a proteïnes de la matriu extracel•lular (fibronectina i laminina). S5D-SRCRB, a més, interaccionava amb galectina-1 i galectina-3, mitjançant els seus dominis d’unió a lectines. D’altra banda, S5D-SRCRB i S4D-SRCRB interactuaven amb components de la paret bacteriana (peptidoglicà i lipopolisacàrids) i fúngica (glucans lineals), actuant com a reconeixedors dels patrons moleculars associats a patògens (pathogen-associated molecular patterns, PAMPs). Les dues proteïnes eren també capaces d’agregar cultius bacterians (E. coli i S. aureus) i fúngics (C. albicans). Per tant, S5D- i S4D-SRCRB podien actuar com a receptors duals capaços de reconèixer estructures endògens i exògenes, i participar en el manteniment de la homeòstasi de l’organisme. La possibilitat que S5D-SRCRB jugués un paper en la defensa dels epitelis contra infeccions es va estudiar amb més detall en el tracte urogenital, emprant models in vitro i in vivo. Els resultats van revelar que l’expressió de S5D-SRCRB augmentava tant en cultius de la línia cel•lular clone C tipus ß expossats a components de la paret bacteriana, com en els ronyons de ratolins a un model d’infecció en el tracte urinari (urinary tract infection, UTI).

El patró d’expressió de S5D-SRCRB també canviava durant el procés de diferenciació terminal de les cèl•lules intercalades de ronyó, i durant l’espermatogènesi en els túbuls seminífres. Per aquest motiu s’ha proposat que S5D-SRCRB pot jugar un paper en la diferènciació cel•lular, com s’ha demostrat que passa en el cas de DMBT1/Hensin. La secreció de DMBT1/Hensin és clau en el procés de diferenciació terminal que pateixen les cèl•lules intercalades en condicions d’acidosi, i pel qual passen d’expressar un fenotip de cèl•lula intercalada tipus ß a un de tipus α.

The scavenger receptor cysteine-rich superfamily (SRCR-SF) members are transmembrane and/or secreted receptors exhibiting one or several repeats of a cysteine-rich protein module of +/-100 aa, named scavenger receptor cysteine-rich (SRCR). Despite the high degree of conservation of SRCR domain, non a shared function neither a ligand has been described for all the SRCR-SF members.

Studies conducted on this work characterized two relatively new members of the SRCR-SF: S5D-SRCRB (soluble 5-SRCR domains of group B) and S4D-SRCRB (soluble 4-SRCR domains of group B). In addition, we better described the role of DMBT1/Hensin in terminal differentiation of renal intercalated cells.

S5D-SRCRB is a highly glycosylated secretory glycoprotein, consisting of five SRCR domains, spaced by peptides rich in Pro, Ser, Thr (PST), and a mucin-like domain at the C terminal extreme. S5D- SRCRB contains N- and O- glycosylations. On the other hand, S4D-SRCRB is a glycoprotein consisting of four SRCR domains also spaced by PST peptides, but only contains O-glycosylations.

S4D- and S5D-SRCRB were shown to bind endogenous extracellular matrix proteins (laminin fibronectin), as well as Pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) present on Gram-positive and Gram-negative bacteria and fungi. PAMP binding by S4D- and S5D-SRCRB induced microbial aggregation and changes in PAMP-induced cytokine release. These abilities suggest that S4d- and S5D-SRCRB might play a role in the innate defense and homeostasis of certain specialized epithelial surfaces.

Immunohistochemical and real-time PCR analysis showed significant S5D-SRCRB expression in murine genitourinary and digestive tracts. S5D-SRCRB expression increased when collecting duct cells were infected.

S5D-SRCRB expression pattern also changed during terminal differentiation of renal intercalated, and during spermatogenesis in the seminiferous tubule. It has been proposed that S5D-SRCRB may play a role in cell differentiation, in a similar way it does DMBT1/Hensin. This work has shown that DMBT1/Hensin secretion is required during terminal differentiation carried out by intercalated cells in conditions of acidosis, which drives type ß- intercalated cells to α- intercalated cells.