Papel de la proteína S6K1 en el balance supervivencia/muerte celular en el hígado

Resumen

La ruta mTOR/S6K1 controla diferentes funciones celulares entre las que se encuentran la proliferación y el crecimiento de la masa celular. La insulina, IGF-I y EGF son factores de supervivencia de los hepatocitos. En las rutas de señalización mediadas por sus receptores, todos ellos de la superfamilia tirosina quinasa, la proteína S6K1 resulta activada. El objetivo de este trabajo ha sido investigar si la deficiencia en S6K1 tiene consecuencias en el equilibrio entre la supervivencia y la muerte celular en el hígado. Para ello, hemos generado líneas celulares de hepatocitos inmortalizados a partir de hígados de ratones neonatos de genotipo salvaje (S6K1^+/+) y deficientes en S6K1 (S6K1–/–). Dichas células se han sometido a dos protocolos de inducción de muerte celular por apoptosis: activación de receptores de muerte (TNFR y Fas) y retirada de factores tróficos del medio de cultivo. Nuestros resultados indican que la falta de S6K1 confiere protección frente a la apoptosis inducida por activación de receptores de muerte. Este fenómeno se debe a que la expresión de la proteína pro-apoptótica Bid está disminuida, la caspasa-8 no se activa y no se produce la degradación de FLIP ni truncamiento de Bid en respuesta a TNF y Jo2. De hecho, la falta de S6K1 protege del daño hepático fulminante producido por la inyección de concanavalina A. Asimismo, la pérdida de S6K1 en los hepatocitos evita la apoptosis inducida por la retirada de factores tróficos. Esto es debido a que en ausencia de S6K1 no se inicia la retroalimentación negativa mediada por la actividad serina quinasa de esta proteína y, en consecuencia, los hepatocitos S6K1–/– mantienen activada la ruta IRS1/PI3-quinasa que conduce a la activación de las quinasas Akt y ERK que mantienen la supervivencia celular. Nuestros resultados sugieren que la resistencia de los hepatocitos deficientes en S6K1 a la muerte celular por apoptosis podría explicar la resistencia a los compuestos inhibidores de mTOR en el tratamiento de diferentes tipos de cáncer, como el hepatocarcinoma.

Palabras clave: Apoptosis.—Hepatocito.—TNF.—Retirada de suero.—Daño hepático.

Abstract

The mTOR/S6K1 signaling pathway controls proliferation and cell growth. Insulin, IGF-I, EGF are trophic factors that elicit survival effects in hepatocytes. These molecules activate mTOR/S6K1 by acting through tyrosine kinase receptors. The aim of this study was to investigate whether S6K1 deficiency alters the balance survival/cell death in hepatocytes. For this goal, we have generated immortalized hepatocyte cell lines from neonatal wild-type and S6K1^–/– deficient mice. Apoptosis has been induced in these cells by activating the death receptor pathway or, alternatively, by growth factors deprivation. Our results indicate that the lack of S6K1 in hepatocytes protects from apoptosis induced by the activation of death receptors (TNFR and Fas). In fact, in S6K1^–/– hepatocytes the pro-apoptotic protein Bid is down-regulated and its active proteolitic fragment is absent in response to TNF or Jo2. Moreover, neither caspase-8 is activated nor FLIP is degraded upon TNF or Jo2 treatment. In vivo, S6K1-deficient mice are protected against Concanavalin A-induced hepatic failure. Deprivation of growth factors induces apoptosis in wild-type, but not in S6K1^–/– hepatocytes. This is due to the lack of the negative feed-back that increases IRS-1 serine phosphorylation and inhibits PI3-kinase/Akt and MAPK survival molecular pathways. Consequently, there is a sustained activation of Akt and MAPK in the absence of trophic factors and S6K1-deficient hepatocytes are protected from apoptosis. The molecular mechanisms by which S6K1 deficiency protects hepatocytes from apoptosis could be related with the resistance of some mTOR inhibitors in cancer therapies.

Keywords: Apoptosis.—Hepatocyte.—TNF.—Serum withdrawal.—Hepatic failure.