Estudio del Mecanismo de Internalización de los Péptidos de Penetración Celular TIRAP y TIRAPALA en Células HeLa

Abstract

Los Péptidos de Penetración Celular (o CPPs) poseen la habilidad de transportar moléculas a través de la membrana plasmática, sin pérdida de su integridad. Entre las secuencias más estudiadas se encuentran TAT, Antennapedia (Antp) y oligo-argininas, cuya característica en común es la presencia de grupos de aminoácidos catiónicos. La motivación del estudio de estos péptidos, es su potencial aplicación en el diseño de nuevos fármacos capaces de actuar localmente, ingresando directamente a la célula. El interés en la inmunología innata, radica en la posibilidad de bloquear la señalización rio abajo de receptores TLR, utilizando un segmento de la secuencia de TIRAP, el cual compite por la interacción de la proteína adaptadora TIR con TLR4. Esta secuencia posee ambas características deseables: grupos de aminoácidos catiónicos y efecto biológico.

Para desarrollar futuras aplicaciones terapéuticas, es indispensable caracterizar el mecanismo de ingreso, ya que de éste depende la estabilidad y accesibilidad del potencial fármaco al blanco; es por esto que el objetivo principal de este trabajo de tesis fue caracterizar el mecanismo de internalización del péptido TIRAP en células HeLa.

Se estudiaron las diferencias y similitudes estructurales que existen entre los péptidos TAT, TIRAP, y TIRAPALA. Se obtuvieron los modelos tridimensionales de las secuencias mencionadas realizando modelación comparativa, y se calculó el potencial electrostático sobre la superficie de los péptidos. Se encontró que los tres péptidos comparten grandes similitudes estructurales (estructura α-hélice ≥ 69%), sin embargo la gran diferencia radica en el campo de potencial electrostático que generan las cadenas laterales de los residuos, sugiriendo que este es el factor clave que le otorga la habilidad de traslocación a través de la membrana plasmática. Además, al estudiar la internalización de TIRAP y TIRAPALA en células HeLa, se encuentra evidencia experimental de la fuerte asociación de TIRAP a la membrana plasmática. Estudios sobre los posibles efectos tóxicos de TIRAP y TIRAPALA, arrojaron una disminución de la sobrevida celular producto de la internalización, por lo que se determina un límite concentración de incubación igual a 40 µM.

Se concluye que la diferencia de potencial generada por las interacciones entre TIRAP y moléculas de la superficie celular, proveen la primera etapa del mecanismo de internalización, denominado transducción. La diferencia de potencial inducido sobre la superficie celular es la que finalmente provoca el ingreso de los péptidos al citoplasma. Además, es importante considerar los resultados de viabilidad obtenidos para posibles futuras aplicaciones terapéuticas en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas.