La calpaína-2 en el núcleo de células de cáncer de mamade la identificación de dianas nucleares a la función

Resumen

La calpaína-2 (CAPN2) es una cisteín-proteasa dependiente de Ca2+ de distribución ubicua en mamíferos. Proteoliza de forma limitada sus sustratos, modificando su función, distribución, interacción con otras proteínas o regulación. Se ha postulado que la gran variedad de funciones de la CAPN2 depende de su distribución subcelular y de su acceso a sustratos específicos. El papel de la CAPN2 en la membrana celular o en el citosol se ha estudiado en diferentes tipos celulares para explicar funciones como la migración, adhesión o muerte celular. Sin embargo, las funciones de la CAPN2 nuclear no se han estudiado en profundidad. Identificar los componentes dependientes de la CAPN2 en el núcleo, ayudaría a establecer las funciones de la proteasa en dicho compartimento. El objetivo global de ésta tesis, es determinar el papel isoforma-específico de la CAPN2 nuclear en el desarrollo y/o progresión tumoral mediante aproximaciones moleculares, proteómicas y de microscopía confocal en líneas celulares de cáncer de mama. Nuestros datos correlacionan los niveles de expresión de la CAPN2 con su localización nucleolar. La relación de la CAPN2 nucleolar y no nucleolar permanecía constante independientemente de que la CAPN2 fuera silenciada o sobreexpresada, indicando que la abundancia de la CAPN2 es un factor determinante de su localización nucleolar. El análisis proteómico en células MDA-MB-231 identificó un número limitado de dianas nucleolares dependientes de la CAPN2, entre ellas, la cofilina-1 (CFL1), una proteína moduladora del estado de polimerización/despolimerización de la F-actina que interviene en la remodelación del citoesqueleto. Nuestros experimentos mostraron una correlación positiva entre la abundancia de la CAPN2 nucleolar, los niveles de pCFL1 y el subtipo de cáncer de mama, siendo las líneas triple-negativo las que mayores niveles de pCFL1 presentaban. En este sentido, nuestros datos indican que la CAPN2 regula la distribución subcelular de la CFL1 a través de la modulación de su vía de fosforilación: la CAPN2 se une de forma directa a la LIM-quinasa-1 (LIMK1) y participa en su activación. El silenciamiento de la CAPN2 alteraba la distribución de la quinasa e impedía la unión LIMK1/CFL1. Como consecuencia, la fosforilación y distribución de la CFL1 se alteró tanto en células en interfase como en mitosis, resultando en una división celular aberrante y multinucleación. Los datos obtenidos otorgan un papel crucial a la CAPN2 en la regulación de las interacciones entre los componentes nucleares, identifican a LIMK1 como una nueva diana de la CAPN2 y plantean la proteólisis de la quinasa como un nuevo mecanismo de su activación. Además de participar en el proceso de remodelación del citoesqueleto, la CAPN2 podría regular diversas funciones nucleares en las que la CFL1 presenta un papel importante como la transcripción, el procesado del RNA, el transporte de proteínas entre el núcleo y el citosol y el mantenimiento de la estructura nuclear.