Μελέτη του βιολογικού ρόλου και της κατανομής των SR πρωτεϊνικών κινασών σε λευχαιμικά κύτταρα
Authors: Σανίδας Ιωάννης 
Published: January 2014

Οι κινάσες πρωτεϊνών σερίνης-αργινίνης (SR-Protein Kinases) αποτελούν μια καινούργια οικογένεια πρωτεϊνικών κινασών που φωσφορυλιώνουν εξειδικευμένα SR ή RS διπεπτίδια. Η εξειδίκευση αυτών των ενζύμων είναι πολύ μεγάλη αφού μεταλλάξεις της σερίνης σε θρεονίνη ή της αργινίνης σε λυσίνη στην RS περιοχή των υποστρωμάτων τους, παρεμποδίζουν εντελώς την φωσφορυλίωση. Οι SRPKs είναι διατηρημένες στην εξέλιξη και έως τώρα έχουν απομονωθεί πάνω από 15 γονίδια που κωδικοποιούν μέλη αυτής της οικογένειας στο γένωμα των θηλαστικών, της ζύμης, της Drosophila, του C. elegans και των φυτών. Η SRPK1 αποτελεί το πρώτο μέλος της οικογένειας αυτής. Κλωνοποιήθηκε από τους Gui και Fu (1994) με βάση την ικανότητά της να φωσφορυλιώνει παράγοντες ματίσματος του mRNA που περιέχουν SR ακολουθίες στο μόριό τους. Έκτοτε, έχει βρεθεί ότι εμπλέκεται στη ρύθμιση αρκετών ακόμη διεργασιών μέσα στο κύτταρο, όπως η διαμόρφωση της δομής της χρωματίνης, η είσοδος πρωτεϊνών στον πυρήνα και η ανάπτυξη των σπερματικών κυττάρων. Η SRPK1a αποτελεί προϊόν εναλλακτικού ματίσματος του γονιδίου της SRPK1 και περιέχει μία εμβόλιμη ακολουθία 171 αμινοξέων στο Ν-τελικό της άκρο που δεν υπάρχει στην SRPK1. Η SRPK1a έχει μελετηθεί πολύ λιγότερο από την SRPK1 και έως την παρούσα εργασία είχε ανιχνευτεί μόνο στους ανθρώπινους όρχεις. Το γεγονός ότι τα Κ562 κύτταρα, που αποτελούν την πιο μελετημένη κυτταρική σειρά της χρόνιας μυελογενούς λευχαιμίας, εμφανίζουν σχετικά υψηλά επίπεδα SRPKs, σε συνδυασμό με την παρατήρηση ότι οι SRPKs πιθανά βρίσκονται στο ίδιο σηματοδοτικό μονοπάτι με την BCR-Abl έκαναν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα τη μελέτη του βιολογικού ρόλου της ομάδας αυτής των ενζύμων στα ερυθρολευχαιμικά κύτταρα. Αντίθετα με προηγούμενες μελέτες, οι οποίες δείχνουν μία κυρίαρχη εντόπιση των SRPKs στο κυτταρόπλασμα κυττάρων HeLa, στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία κατανομή των SRPK1 και SRPK1a μεταξύ του πυρήνα και του συμπλέγματος Golgi, σε ανθρώπινα και ποντικίσια ερυθρολευχαιμικά κύτταρα. Ένα κλάσμα τις κινάσης μάλιστα, που εντοπίζεται σε μεμβρανικές δομές, βρίσκεται σε λιπιδικές μικροπεριοχές ανθεκτικές σε απορρυπαντικά. Επιπλέον, η επαγωγή της διαφοροποίησης των Κ562 κυττάρων με αιμίνη/DMSO ή βουτυρικό νάτριο, όπως και η επαγωγή της διαφοροποίησης των MEL κυττάρων με HMBA, οδηγεί στον αποκλεισμό των SRPKs από τον πυρήνα των κυττάρων και τον περιορισμό της εντόπισής τους στο σύστημα Golgi και το κυτταρόπλασμα. Αντίστοιχη κατανομή με τα διαφοροποιημένα κύτταρα έχουμε και στην περίπτωση της επαγωγής της απόπτωσης των Κ562 κυττάρων με imatinib. Παράλληλα με τα παραπάνω, δείξαμε ότι η SRPK1 είναι η κυρίαρχη ισομορφή στα Κ562 κύτταρα, ενώ ο λόγος της έκφρασης των δύο ισομορφών SRPK1a/SRPK1 αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την τύχη του κυττάρου. Σταθερή υπερέκφραση της SRPK1a στα κύτταρα αυτά, οδηγεί στη συσσώρευση της στη μεμβράνη του Golgi και το κυτταρόπλασμα και στην επαγωγή της διαφοροποίησης των Κ562 κυττάρων προς ερυθροκύτταρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επαγωγή της έκφρασης γ-σφαιρίνης, η οποία συνοδεύεται από αξιοσημείωτη μείωση του ρυθμού ανάπτυξης των κυττάρων και σημαντική ελάττωση της ικανότητάς τους να σχηματίζουν αποικίες. Τα δεδομένα αυτά μας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι η SRPK1a ίσως κατέχει ένα σημαντικό ρόλο στα μονοπάτια μεταφοράς σήματος που οδηγούν στη διαφοροποίηση προς ερυθροκύτταρα των ανθρώπινων λευχαιμικών κυττάρων. Επεκτείνοντας τη μελέτη μας στο βιολογικό ρόλο των SRPKs στα ερυθρολευχαιμικά κύτταρα, θελήσαμε να καταγράψουμε την in vivo επίδραση σε Κ562 και MEL κύτταρα ενώσεων που αποτελούν in vitro αναστολείς της SRPK1. Δύο από τα παράγωγα της κινοξαλίνης που δοκιμάστηκαν, βρέθηκε ότι αποτελούν ισχυρό επαγωγέα της απόπτωσης τόσο των Κ562 όσο και των MEL κυττάρων. Μάλιστα η δράση τους αυτή είναι εκλεκτική μόνο απέναντι σε ερυθρολευχαιμικές σειρές. Τα Κ562 κύτταρα που υπερεκφράζουν την SRPK1a εμφανίζουν ανθεκτικότητα απέναντι στην κυτταροτοξική δράση των παραπάνω αναστολέων. Η ιδιότητά τους αυτή μπορεί να οφείλεται είτε στην υπερέκφραση του ενζύμου, είτε στο ότι τα κύτταρα αυτά παρουσιάζουν χαρακτήρα μερικώς διαφοροποιημένων κυττάρων. Στην τελευταία υπόθεση συνηγορεί το γεγονός ότι διαφοροποιημένα Κ562 κύτταρα με αιμίνη/DMSO παρουσιάζουν παρόμοια και ίσως μεγαλύτερη ανθεκτικότητα απέναντι στους ίδιους αναστολείς. Το γεγονός ότι τα διαφοροποιημένα Κ562 κύτταρα αλλά και αυτά που υπερεκφράζουν την SRPK1a εμφανίζουν ανθεκτικότητα απέναντι και σε άλλους κυτταροτοξικούς παράγοντες, όπως το imatinib, δείχνει ότι κατά τη διαφοροποίηση ίσως ενεργοποιείται ένας γενικότερος αντι-αποπτωτικός μηχανισμός.