Efecto de la sobreexpresión de peroxirredoxina 5 en un modelo celular de la enfermedad de Parkinson - Duarte Jurado, Ana Patricia (2023)
El estrés oxidativo es considerado uno de los mecanismos patológicos que provocan la Enfermedad de Parkinson (EP). La principal característica patológica de la EP es la degeneración progresiva de las neuronas dopaminérgicas. Un desequilibrio en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y en la desintoxicación de intermediarios reactivos genera estrés oxidativo (EO), esto afecta la función celular al atacar diferentes macromoléculas. Las neuronas dopaminérgicas son susceptibles al daño oxidativo debido al metabolismo inherente de la dopamina, que se oxida y genera ROS. La asociación entre la EP y el estrés oxidativo está respaldada por estudios post mortem de cerebros de pacientes con EP, donde se encontró una mayor actividad oxidativa en las neuronas dopaminérgicas, así como una disminución de las enzimas antioxidantes. Previamente encontramos, en un modelo in vitro de EP inducido con el herbicida paraquat (PQ), que las enzimas peroxirredoxinas (PRDX) dependientes de tiol se encontraban en su forma hiperoxidada, esta forma es catalíticamente inactiva y perpetúa el estado de estrés oxidativo. Es por lo que quisimos evaluar si la sobreexpresión de la PRDX5 puede proteger a las células dopaminérgicas frente al EO y la muerte inducida por PQ. Se estableció el modelo celular en la línea SH-SY5Y con el herbicida y se analizó por eastern blot el estatus redox de las PRDX 2-Cys típicas. Observamos que el PQ induce un patrón de oxidación e hiperoxidación específico para cada una de estas PRDX. Posteriormente se sobreexpresó la PRDX5 mediante un vector adenoviral bajo el promotor de CMV y evaluamos el estrés oxidativo en la mitocondria y en el citoplasma mediante citometría de flujo usando sondas fluorescentes para detectar ROS de cada compartimento. De manera interesante detectamos una disminución del EO en ambos compartimentos al sobreexpresar la PRDX5. Se analizó también el efecto de esta sobreexpresión en los cambios oxidativos irreversibles sobre las macromoléculas, como la carbonilación de proteínas. Mediante la derivación de DNPH observamos que la sobreexpresión de PRDX5 confiere una protección contra estos cambios oxidativos. De forma relevante, la disminución del estrés oxidativo en los principales compartimentos subcelulares condujo a una protección celular general contra la muerte en este modelo de EP, lo que se demostró mediante citometría de flujo utilizando anexina V y 7 AAD. Debido a que la PRDX5 es más resistente a la hiperoxidación que las PRDX 2-Cys típicas y se expresa en múltiples orgánulos, como mitocondrias, peroxisomas y citoplasma, es una diana terapéutica prometedora para la EP. Además, su sobreexpresión protege a las células de tipo dopaminérgico del estrés oxidativo y la muerte, lo que justifica el estudio de este efecto en modelos in vivo de EP, para su posterior aplicación en ensayos clínicos.