Vía de sinalización Wnt

As **vías de sinalización Wnt** son un grupo de vías de transdución de sinais celulares que empezan con proteínas que pasan sinais á célula por medio de receptores da superficie celular. O nome Wnt é un termo/sigla composto creado a partir dos nomes Wingless e Int-1. As vías de sinalización Wnt usan tanto a sinalización entre células próximas (parácrina) coma a comunicación nunha mesma célula (autócrina). Están moi conservadas nos animais, o que significa que son similares en especies animais moi afastadas evolutivamente, como poden ser as moscas do vinagre e os humanos. A vía de polaridade celular planar non canónica regula o citoesqueleto responsable de dar forma á célula. A vía Wnt/calcio non canónica regula o calcio dentro da célula.

A sinalización Wnt identificouse inicialmente polo seu papel na carcinoxénese e despois pola súa función no desenvolvemento embrionario. Entre os procesos embrionarios que controla están a formación do padrón do eixe corporal, a especificación da diferenciación celular, a proliferación celular e a migración celular. Estes procesos son necesarios para a correcta formación de importantes tecidos incluíndo o óso, corazón e músculo. O seu papel no desenvolvemento embrionario descubriuse cando se viu que mutacións xenéticas en proteínas da vía Wnt producían embrións anormais da mosca do vinagre. Investigacións posteriores atoparon que os xenes responsables destas anormalidades tamén influían no desenvolvemento do cancro de mama en ratos. A sinalización Wnt tamén controla a rexeneración dos tecidos na medula ósea adulta, pel e intestino.

A importancia clínica desta vía demostrouse polas mutacións que causaban varias doenzas, como o cancros de mama e de próstata, glioblastoma, diabetes tipo II e outras.

## Historia e nome 
O descubrimento da sinalización Wnt estivo influenciada pola investigación sobre retrovirus oncoxénicos (causantes de cancro). En 1982, Roel Nusse e Harold Varmus infectaron ratos co virus do tumor mamario de ratos para mutar xenes de ratos e ver que xenes mutados podían causar tumores de mama. Identificaron un novo protooncoxene de rato que nomearon int1 (*integration 1*).

Int1 está moi conservado en múltiples especies, incluíndo os humanos e as moscas *Drosophila*. A súa presenza en *D. melanogaster* levou aos investigadores a descubrir en 1987 que o xene int1 en *Drosophila* era en realidade o xa coñecido e caracterizdo en *Drosophila* co nome Wingless (Wg).

Investigacións posteriores serviron para descubrir máis xenes relacionados con int1; porén, como eses xenes non foron identificados da mesma maneira que int1, a nomenclatura do xene int era inadecuada. Por tanto, a familia int/Wingless converteuse na familia Wnt e int1 pasou a chamarse Wnt1. O nome Wnt é un termo/sigla composto de int e Wg e significa "sitio de integración relacionado con Wingless". A modificación lipídica de todas as Wnts é unha palmitoleoilación dun só residuo de cisteína totalmente conservado. A palmitoleoilación é necesaria para que Wnt se una á súa proteína transportadora Wntless (WLS) para que poida ser transportada á membrana plasmática para a secreción e permite que a proteína Wnt se una ao seu receptor Frizzled  As proteínas Wnt tamén sofren glicosilación, xa que se unen a carbohidratos para asegurar a súa correcta secreción. Na sinalización Wnt, estas proteínas actúan como ligandos para activar as diferentes vías Wnt por rutas parácrinas e autócrinas.

Estas proteínas están altamente conservadas entre as especies.

## Mecanismo 
[miniatura|Figura 2. Wnt únese (activa) ao receptor. Axin (Axina) é retirada do "complexo de destrución". β-Cat (β-catenina) desprázase ao núcleo, únese a un [factor de transcrición sobre o ADN e activa a transcrición dunha proteína. "P" representa fosfato.]]
miniatura|esquerda|Figura 1. Wnt non se une ao receptor. Axin (Axina), GSK e APC forman un "complexo de destrución", e β-Cat (β-catenina) é destruída.

### Fundamento 
A sinalización de Wnt empeza cando a proteína Wnt se une ao dominio rico en cisteína N-terminal extracelular do receptor da familia Frizzled (Fz). Porén, para facilitar a sinalización Wnt, poden necesitarse correceptores xunto coa interacción entre a proteína Wnt e o receptor Fz. Exemplos son a proteína relacionada co receptor lipoproteico (LRP)-5/6, a receptor tirosina quinase (RTK), e ROR2.

### Vías canónica e non canónicas 
As tres vías de sinalización Wnt mellor caracterizados son as seguintes: vía Wnt canónica, vía de polaridade celular planar non canónica e vía Wnt/calcio non canónica. Como suxire o seu nome, estas vías pertencen a unha de dúas categorías: canónica e non canónica. A diferenza entre as categorías é que unha vía canónica implica a proteína β-catenina mentres que a vía non canónica opera independentemente dela.
miniatura|esquerda|400px|Vía Wnt canónica.

#### Vía canónica 
A vía Wnt canónica (ou vía Wnt/β-catenina) é a vía Wnt que causa unha acumulación de β-catenina no citoplasma e a súa translocación final ao núcleo para actuar como coactivator transcricional de factores de tanscrición que pertencen á familia TCF/LEF. Sen Wnt, a β-catenina non se acumularía no citoplasma xa que un *complexo de destrución* normalmente a degradaría. Este complexo de destrución comprende as seguintes proteínas: Axina, adenomatosis polyposis coli (APC), proteína fosfatase 2A (PP2A), glicóxeno sintase quinase 3 (GSK3) e caseína quinase 1α (CK1α). O complexo degrada a β-catenina ao etiquetala para a ubiquitinación, o cal seguidamente causa o seu envío ao proteosoma para que sexa dixerida. e Parafibromina/Hyrax. A complexidade do complexo transcricional ensamblado pola β-catenina empeza a coñecerse grazas a novos estudos proteómicos de alto rendemento. Porén, aínda carecemos dunha teoría unificada sobre como a β‐catenina impulsa a expresión de xenes diana, e outras moléculas específicas de tecido poderían axudar á β‐catenina a definir os xenes diana. A vastedade de proteínas que interaccionan coa β-catenina complica a súa comprensión: a β-catenina pode ser fosforilada directamente na Ser552 por Akt, o cal causa a súa disociación de contactos célula-célula e a acumulación no citosol, a partir de aí a 14-3-3ζ interacciona coa β-catenina (pSer552) e potencia a súa translocación nuclear. BCL9 e Pygopus, de feito, posúen varias funcións independentes da β-catenina (por tanto, probablemente, independentes da sinalización Wnt).
miniatura|250px|Vía PCP non canónica.

#### Vías non canónicas 
Na vía de polaridade celular planar non canónica (PCP) non intervén a β-catenina. Non usa LRP-5/6 como correceptor e pénsase que utiliza NRH1, Ryk, PTK7 ou ROR2. A vía PCP actívase pola unión de Wnt a Fz e ao seu correceptor. O receptor despois recruta Dsh, a cal utiliza os seus dominios PDZ e DIX para formar un complexo co activador da morfoxénese 1 asociado a Dishevelled (DAAM1). Daam1 activa despois a pequena proteína G Rho por medio dun factor de intercambio de guanina. Rho activa quinase asociada a Rho (ROCK), que é un dos maiores reguladores do citoesqueleto. Dsh tamén forma un complexo con rac1 e intervén como mediadora da unión da profilina á actina. Rac1 activa JNK e pode orixinar a polimerización da actina. A unión da profilina á actina pode causar a reestruturación do citoesqueleto e a gastrulación.
miniatura|esquerda|250px|Vía Wnt/calcio non canónica.

A vía Wnt/calcio non canónica tampouco utiliza a β-catenina. A súa función é axudar a regular a liberación de calcio desde o retículo endoplasmático para controlar os niveis de calcio intracelulares. Igual que outras vías Wnt, despois da unión do ligando, o receptor Fz activado interacciona directamente con Dsh e activa dominios proteicos específicos de Dsh. Os dominios implicados na sinalización de Wnt/calcio son os dominios PDZ e DEP. Porén, se se activa a fosfodiesterase, a queda inhibida a liberación de calcio desde o retículo endoplasmático. A fosfodiesterase actúa como mediadora disto por medio da inhibición de PKG, a cal seguidamente causa a inhibición da liberación de calcio. Algunhas evidencias desta vía atopáronse nun dos ligandos Wnt, o Wnt5A. Describíronse probas da existencia dunha vía de sinalización Wnt converxente que mostran unha activación integrada das sinalizacións Wnt/Ca2+ e Wnt/β-catenina, para múltiples ligandos Wnt, en liñas celulares de mamíferos.

### Ouras vías 
A sinalización Wnt tamén regula outras varias vías de sinalización que non foron dilucidadas completamente. Unha de tales  vías é a interacción entre Wnt e GSK3. Durante o crecemento celular, Wnt pode inhibir GSK3 para activar mTOR en ausencia de β-catenina. Porén, Wnt pode tamén servir como regulador negativo de mTOR pola activación do supresor de tumores TSC2, que é regulado á alza por Dsh e a interacción con GSK3. Durante a mioxénese, Wnt usa a proteína quinase A (PA) e CREB para activar os xenes MyoD e Myf5. A Wnt tamén actúa en conxunto con Ryk e Src para permitir a regulación da repulsión das neuronas durante a guía axonal. A Wnt regula a gastrulación cando a queratina 1 (CK1) serve como inhibidor da Rap1-ATPase para modular o citoesqueleto durante a gastrulación. Unha regulación adicional da gastrulación conséguese cando Wnt usa ROR2 xunto con CDC42 e a vía JNK para regular a expresión da protocadherina (PAPC). Dsh pode tamén interaccionar con aPKC, Pa3, Par6 e LGl para controlar a polaridade celular e o desenvolvemento dos microtúbulos citoesqueléticos. Aínda que estas vías se solapan con compoñentes asociados coa sinalización das vías PCP e Wnt/Calcio, considéranse vías distintas porque producen diferentes respostas. Por exemplo, as proteínas Wnt son palmitoiladas. A proteína *porcupine* é unha mediadora neste proceso, o cal significa que axuda a regular cando se segrega o ligando Wnt ao determinar cando está completamente formado. A secreción está ademais controlada por proteínas como GPR177 (wntless) e complexos como o retrómero.

Despois da secreción, pode impedirse que o ligando chegue ao seu receptor unindo a el proteínas como os estabilizantes Dally e glipicano 3 (GPC3), que inhiben a difusión. En células cancerosas, tanto as cadeas de heparán sulfato coma a proteína central de GPC3 están implicadas na regulación da unión e activación de Wnt para a proliferación celular. Wnt recoñece unha estrutura de heparán sulfato en GPC3, a cal contén IdoA2S e GlcNS6S, e a 3-O-sulfatación en GlcNS6S3S potencia a unión de Wnt ao glipicano heparán sulfato. Identificouse un dominio rico en cisteína no lóbulo N de GPC3 que formar unha fenda hidrófoba para a unión de Wnt que inclúe unha fenilalanina-41 que interacciona con Wnt. O bloqueo do dominio de unión de Wnt usando un anticorpo chamado HN3 pode inhibir a activación de Wnt. proteínas relacionadas con Frizzled segregado (SFRP), Cerberus, Frzb, Wise, SOST e Nkd. Estes constitúen inhibidores da sinalización Wnt. Porén, outras moléculas tamén actúan como activadores. A Norrina e R-espondina2 activan a sinalización Wnt en ausencia de ligando Wnt.

As interaccións entre a vías de sinalización Wnt tamén regulan a sinalización Wnt. Como se mencionou anteriormente, a vía Wnt/calcio pode inhibir a TCF/β-catenina, impedindo a sinalización da vía Wnt canónica.

## Respostas celulares inducidas 
### Desenvolvemento embrionario 
A sinalización Wnt xoga un papel crítico no desenvolvemento embrionario. Funciona tanto en vertebrados coma en invertebrados, incluíndo humanos, ras, peixe cebra, o verme *C. elegans*, a mosca *Drosophila* e outros. Atopouse primeiramente no segmento de polaridade de *Drosophila*, onde axuda a establecer as polaridades anterior e posterior. Está implicada noutros procesos do desenvolvemento. Como suxire a súa función en *Drosophila*, exerce un papel clave na formación do eixe do corpo, especialmente a formación dos eixes anteroposterior e dorsoventral. Está implicada na indución da diferenciación celular para promover a formación de importantes órganos como os pulmóns e os ovarios. Wnt ademais asegura o desenvolvemento destes tecidos por medio dunha axeitada regulación da proliferación e migración celulares. As funcións da sinalización Wnt no embrión poden dividirse na determinación do eixe corporal, especificación da diferenciación celular, proliferación celular e migración celular.

#### Determinación do eixe corporal 
No desenvolvemento embrionario  temperán, a formación dos eixes do corpo primarios é un paso fundamental para establecer o plan corporal global do organismo. Os eixes son o eixe anteroposterior, o dorsoventral e o eixe esquerda-dereita. A sinalización Wnt está implicada na formación dos eixes anteroposterior e dorsoventral. A actividade da sinalización Wnt no desenvolvemento anteroposterior pode observarse en mamíferos, perixes e ras. En mamíferos a liña primitiva e outros tecidos circundantes producen os compostos morfoxenéticos Wnts, BMPs, FGFs, Nodal e ácido retinoico para establecer a rexión posterior durante a fase de gástrula tardía. Estas proteínas forman gradientes de concentración. As áreas de maior concentración establecen a rexión posterior, mentres que as de menor concentración determinan a rexión anterior. En peixes e ras, a β-catenina producida pola sinalización Wnt canónica causa a formación de centros de organización, que, xunto coas BMPs, provocan a formación posterior. A implicación de Wnt no eixe dorsoventral pode verse na actividade da formación do organizador Spemann, que establece a rexión dorsal. A produción de β-catenina na sinalización Wnt canónica induce a formación deste organizador pola activación dos xenes twin e siamois.

A sinalización Wnt está tamén implicada na formación do eixe de partes específicas do corpo e sistemas de órganos máis tarde no desenvolvemento. En vertebrados, os gradientes de sinalización morfoxenéticos de sonic hedgehog (Shh) e Wnt establecen o eixe dorsoventral do sistema nervioso central durante a determinación do padrón axial do tubo neural. Unha sinalización Wnt alta establece a rexión dorsal, mentres que unha sinalización de Shh alta indica s rexión ventral. Wnt está implicada na formación do eixe dorsovental do sistema nervioso central debido á súa intervención na guía axónica. As proteínas Wnt guían os axóns da medula espiñal en dirección anteroposterior. As Wnts están tamén implicadas na formación do eixe dorsoventral das extremidades. Concretamente, Wnt7a axuda a producir o padrón dorsal da extremidade en desenvolvemento.

#### Especificación da diferenciación celular 
A especificación da diferenciación (ou destino) da célula é un proceso onde células non diferenciadas poden converterse nun tipo de célula máis especializado. A sinalización Wnt induce a diferenciación de células nais pluripotentes en células proxenitoras do mesoderma e endoderma. Estas células proxenitoras diferéncianse máis en tipos celulares como as liñaxes endotelial, cardíaca e do músculo liso vascular. A sinalización Wnt induce a formación de sangue a partir de células nais. Especificamente, Wnt3 crea células comprometidas mesodérmicas con potencial hematopoético. Wnt1 antagoniza a diferenciación neural e é un factor principal na autorrenovación das céllas nais neurais. Isto permite a rexeneración de células do sistema nervioso, o cal é unha evidencia máis dun papel na promoción da proliferación de células nais neurais. e pequenas moléculas de inhibidores de Wnt utilízanse rutineiramente para producir cardiomiocitos a partir de células nais pluripotentes.

#### Proliferación celular 
Para ter a diferenciación masiva de células necesaria para formar os tecidos de células específicas de diferentes organismos, debe ter lugar unha proliferación e crecemento de células nais embrionarias. Este proceso está mediado pola sinalización Wnt canónica, o cal incrementa a β-catenina nuclear e citoplasmática. O incremento de β-catenina pode iniciar a activación transcricional de proteínas como a ciclina D1 e *c-myc*, que controlan a transición da fase G1 á fase S do ciclo celular. A entrada na fase S causa a replicación do ADN e finalmente a mitose, que son responsables da proliferación celular. Este incremento da proliferación está directamente emparellado coa diferenciación celular porque a medida que as células proliferan, tamén se diferencian. Isto permite un crecemento global e o desenvolvemento de sistemas de tecidos específicos durante o desenvolvemento embrionario. Isto é aparente en sistemas como o sistema circulatorio onde Wnt3a orixina a proliferación e expansión das células nais hematopoéticas necesarias para a formación glóbulos vermellos do sangue.

A bioquímica das células nais cancerosas é sutilmente diferente da doutras células tumorais. As denominadas células adictas a Wnt aprópianse e dependen da estimulación constante da vía Wnt para promover o seu crecemento incontrolado, supervivencia e migración. No cancro, a sinalización Wnt pode facerse independente de estímulos regulares, por medio de mutacións en oncoxenes de augas abaixo e xenes supresoes de tumores que quedan permanentemente activadas mesmo se o receptor normal non recibiu un sinal. A β-catenina únese a factores de transcrición como a proteína *TCF4* e en combinación as moléculas activan os xenes necesarios. LF3 inhibía fortemente esta unión in vitro en liñas celulares e reducía o crecemento de tumores en modelos de ratos. Impedía a replicación e reducía a súa capacidade de migrar, e todo iso sen afectar as células sas. En células nais non cancerosas permanecía despois do tratamento. O descubrimento foi produto do "deseño racional de fármacos", que utiliza as tecnoloxías AlphaScreens e ELISA.

#### Migración celular 
A migración celular durante o desenvolvemento embrionario permite o establecemento dos eixes corporais, formación de tecidos, indución das extremidades e outros varios procesos. A sinalización Wnt axuda a mediar nestes procesos, particularmente durante a extensión converxente. Cómpre a sinalización tanto da vía Wnt PCP coma da vía Wnt canónica para a correcta extensión converxente durante a gastrulación. A extensión converxente é ademais regulada pola vía Wnt/calcio, que bloquea a extensión converxente cando está activada. A sinalización Wnt tamén induce a migración celular en posteriores estadios do desenvolvemento a través do control do comportamento de migración de neuroblastos, células da crista neural, miocitos e células traqueais.

A sinalización Wnt está implicada noutro proceso clave na migración chamado transición epitelial-mesenquimal. Este proceso permite que as células epiteliais se transformen en células mesenquimais para que a laminina xa non as manteña no seu lugar. Implica a regulación á baixa da cadherina para que as células poidan despegarse da laminina e migrar. A sinalización Wnt é un indutor da transición epitelial-mesenquimal, especialmente no desenvolvemento mamario.

### Sensibilidade á insulina 
[miniatura|400px|Diagrama que ilustra a interacción entre as vías de sinalización Wnt e da [insulina.]]
A insulina é unha hormona peptídica implicada na homeostase da glicosa en certos organismos. Concretamente, causa a regulación á alza dos transportadores de glicosa na membrana celular para incrementar a captación da glicosa da corrente sanguínea. Este proceso está parcialmente mediado pola activación da sinalización Wnt/β-catenina, que pode incrementar a sensibilidade da células á insulina. En particular, a Wnt10b é unha proteína Wnt que incrementa esta sensibilidade en células musculares esqueléticas.

## Implicacións clínicas 
### Cancro 
Desde o seu descubrimento inicial, a sinalización Wnt tivo unha asociación co cancro. Cando se descubriu Wnt1, foi identificada primeiramente como un protooncoxene nun modelo de ratos para o cancro de mama. O feito de que Wnt1 sexa un homólogo de Wg mostra que está implicado no desenvolvemento embrionario, que a miúdo orixina unha rápida división e migración celular. A incorrecta regulación destes procesos pode levar ao desenvolvemento de tumores por un exceso de proliferación celular.

A actividade da vía Wnt canónica está implicada no desenvolvemento de tumores de mama benignos e malignos. Tamén se documentou o papel da vía Wnt na quimiorresistencia dos tumores, así como o seu papel no mantemento dunha subpoboación distinta de células que inician o cancro. A súa presenza revélase polos elevados niveis de β-catenina no núcleo e/ou citoplasma, o cal pode ser detectado con tinguidura inmunohistoquímica e o Western blot. O incremento da expresión da β-catenina está correlacionado cun mal prognóstico en pacientes de cancro de mama. Esta acumulación pode deberse a factores como as mutacións na β-catenina, deficiencias no complexo de destrución da β-catenina, moi frecuentemente polas mutacións en rexións estruturalmente desordenadas da *APC*, a sobreexpresión de ligandos Wnt, e perda de inhibidores e/ou diminución da actividade de vías reguladoras (como a vía Wnt/calcio). Os tumores de mama poden metastatizar debido á actucación de Wnt na transición epitelial-mesenquimal. As investigacións sobre as metástases de cancro de mama similar ao basal nos pulmóns mostraron que a represión da sinalización Wnt/β-catenina pode impedir a transición epitelial-mesenquimal, o cal pode inhibir a metástase.

A sinalización Wnt foi implicada no desenvolvemento doutros cancros así como na fibromatose desmoide. Os cambios na expresión de *CTNNB1*, que é o xene que codifica a β-catenina, poden medirse nos cancros de mama, colorrectal, melanoma, próstata, pulmón e outros. O aumento da expresión de proteínas ligando Wnt como Wnt1, Wnt2 e Wnt7A observouse no desenvolvemento do glioblastoma, cancro esofáxico e cancro de ovario, respectivamente. Outras proteínas que causan múltiples tipos de cancro polo seu incorrecto funcionamento son ROR1, ROR2, SFRP4, Wnt5A, WIF1 e as da familia TCF/LEF. A sinalización Wnt está ademais implicada na patoxénese da metástase ósea dos cancros de mama e próstata con estudos que suxiren estados discretos de activación (*on*) e desactivación (*off*). Wnt é regulada á baixa durante o estado de dormancia polo *DKK1* autócrino para evitar a vixilancia inmunitaria, así como durante os estados de diseminación polo Dact1 intracelular Wnt é activada durante a fase de brote temperá pola E-selectina.

A ligazón entre PGE2 e Wnt suxire que un incremento relacionado coa inflamación crónica de PGE2 pode levar a unha activación da vía Wnt en diferentes tecidos, orixinando carcinoxénese. A sinalización Wnt é un forte activador da bioxénese mitocondrial. Isto orixina un incremento da produción de especies reactivas do oxíxeno que se sabe causan danos no ADN e celulares. Estes danos inducidos polas especies rectivas do oxíxeno é significativo porque poden causar resistencia á insulina hepática aguda ou resistencia á insulina inducida por lesións. As mutacións en factores de tanscrición asociados á sinalización Wnt, como TCF7L2, están ligadas ao incremento de susceptibilidade.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
*AXIN1
*GSK-3
*Elemento de localización Wingless 3 (WLE3)
*Proteína 1 da vía de sinalización inducible por WNT1 (WISP1)
*Proteína 2 da vía de sinalización inducible por WNT1 (WISP2)
*Proteína 3 da vía de sinalización inducible por WNT1 (WISP3)

### Bibliografía 
* 
* 

### Ligazóns externas 
*