Estudio estructural y funcional de PIGA, la proteína deficiente en la Hemoglobinuria Paroxística Nocturna - D'Amico, Samantha Damela (2023)
Las moléculas de glicosilfosfatidilinositol (GPI) permiten el anclaje de proteínas sin dominio transmembrana a la membrana celular. Se encuentran en organismos eucariotas y son, en muchos casos, esenciales para la viabilidad. Existen numerosas proteínas en la superficie celular que se unen mediante estas anclas y cumplen diversos roles, tales como la transducción de señales o en la respuesta inmune. El anclado de proteínas a la superficie celular mediante GPI involucra 12 pasos secuenciales, desde la síntesis del ancla hasta su unión a la proteína. El primero de ellos es la formación de N- acetilglucosamina-fosfatidilinositol, en una reacción catalizada por la enzima PIGA, una glicosil transferasa que forma parte de un complejo multiproteico anclado a la membrana del retículo endoplasmático. Actualmente, se conocen diferentes enfermedades asociadas a la pérdida de función de genes involucrados en el armado de las anclas de GPI. Entre ellas se encuentra la Hemoglobinuria Paroxística Nocturna (HPN), una enfermedad hematológica poco frecuente en la que se produce la lisis de las células sanguíneas. Esto se produce por el ataque del sistema inmune de complemento a dichas células debido a la falta de una inhibición que en células normales se produce por proteínas ancladas a la superficie por GPI y que están ausentes en la HPN. El objetivo de este trabajo fue obtener información a través de estudios in silico, in vitro e in vivo sobre la estructura de PIGA y su mecanismo de acción, de modo de comprender mejor su función a nivel molecular. Mediante métodos bioinformáticos se realizó un amplio estudio de la estructura y función de PIGA y del complejo del que forma parte. Se encontró que PIGA está presente en casi la totalidad de un grupo diverso de organismos eucariotas especialmente seleccionados por su diversidad taxonómica, mientras que las otras subunidades están menos conservadas. Se identificaron características importantes de PIGA para el reconocimiento de sus ligandos y se usaron modelos estructurales para racionalizar el impacto de algunas mutantes clínicas. Por otro lado, se intentó producir de manera recombinante el dominio catalítico de PIGA en bacterias y estudiar la función de PIGA usando un ensayo de complementación en levaduras Saccharomyces cerevisiae mutantes condicionales para el gen homólogo de PIGA. No se obtuvieron resultados concluyentes en este último punto, pero se generó un sistema que a futuro permitirá evaluar la capacidad de complementar funcionalmente a esta cepa con un defecto de crecimiento, realizando el ensayo con distintas mutantes de PIGA halladas en la clínica. Esto representó un avance para empezar a llenar el vacío de conocimiento sobre el funcionamiento de esta enzima clave a nivel estructural, algo necesario para el desarrollo de nuevas terapias basadas en la estructura para enfermedades como la HPN.