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Receptor del factor de crecimiento de los hepatocitos

El receptor del factor de crecimiento de hepatocitos ( receptor HGF ) [5] [6] es una proteína que en los seres humanos está codificada por el gen MET . La proteína posee actividad de tirosina quinasa . [7] La ​​proteína precursora de cadena única primaria se escinde postraduccionalmente para producir las subunidades alfa y beta, que están unidas por disulfuro para formar el receptor maduro.

El receptor HGF es un receptor de tirosina quinasa de un solo paso esencial para el desarrollo embrionario, la organogénesis y la cicatrización de heridas. El factor de crecimiento de hepatocitos/factor de dispersión (HGF/SF) y su isoforma de empalme (NK1, NK2) son los únicos ligandos conocidos del receptor HGF. MET se expresa normalmente en células de origen epitelial , mientras que la expresión de HGF/SF está restringida a células de origen mesenquimal . Cuando HGF/SF se une a su receptor cognado MET, induce su dimerización a través de un mecanismo aún no completamente comprendido que conduce a su activación.

A veces se confunde la palabra MET con una abreviatura de transición mesenquimal-epitelial, lo cual es incorrecto. Las tres letras de MET provienen de N-metil-N'-nitro-N-nitrosoguanidina (MNNG). [8]

La activación anormal de MET en el cáncer se correlaciona con un mal pronóstico, donde la MET aberrantemente activa desencadena el crecimiento del tumor, la formación de nuevos vasos sanguíneos ( angiogénesis ) que suministran nutrientes al tumor y la propagación del cáncer a otros órganos ( metástasis ). MET está desregulado en muchos tipos de neoplasias malignas humanas, incluidos los cánceres de riñón, hígado, estómago, mama y cerebro. Normalmente, solo las células madre y las células progenitoras expresan MET, lo que permite que estas células crezcan de forma invasiva para generar nuevos tejidos en un embrión o regenerar tejidos dañados en un adulto. Sin embargo, se cree que las células madre cancerosas secuestran la capacidad de las células madre normales para expresar MET y, por lo tanto, se convierten en la causa de la persistencia del cáncer y su propagación a otros sitios en el cuerpo. Tanto la sobreexpresión de Met/HGFR, como su activación autocrina por coexpresión de su ligando del factor de crecimiento de hepatocitos, se han implicado en la oncogénesis. [9] [10]

Varias mutaciones en el gen MET están asociadas con el carcinoma renal papilar . [11]

Gene

El protooncogén MET (GeneID: 4233) tiene una longitud total de 125.982 pb y está ubicado en el locus 7q31 del cromosoma 7. [12] MET se transcribe en un ARNm maduro de 6.641 pb, que luego se traduce en una proteína MET de 1.390 aminoácidos.

Proteína

La MET es una tirosina quinasa receptora (RTK) que se produce como precursor de cadena única. El precursor se escinde proteolíticamente en un sitio de furina para producir una subunidad α extracelular altamente glicosilada y una subunidad β transmembrana, que están unidas entre sí por un puente disulfuro . [13]

Extracelular

Intracelular

Un segmento yuxtamembrana que contiene:

Vía de señalización MET

La activación de MET por su ligando HGF induce la actividad catalítica de la quinasa MET, que desencadena la transfosforilación de las tirosinas Tyr 1234 y Tyr 1235. Estas dos tirosinas activan varios transductores de señales, [18] iniciando así todo un espectro de actividades biológicas impulsadas por MET, conocidas colectivamente como el programa de crecimiento invasivo. Los transductores interactúan con el sitio de acoplamiento multisustrato intracelular de MET ya sea directamente, como GRB2 , SHC , [19] SRC y la subunidad reguladora p85 de la fosfatidilinositol-3 quinasa ( PI3K ), [19] o indirectamente a través de la proteína de andamiaje Gab1 [20]

Tanto Tyr 1349 como Tyr 1356 del sitio de acoplamiento multisustrato están involucrados en la interacción con GAB1, SRC y SHC, mientras que solo Tyr 1356 está involucrado en el reclutamiento de GRB2, fosfolipasa C γ (PLC-γ), p85 y SHP2. [21]

GAB1 es un coordinador clave de las respuestas celulares a MET y se une a la región intracelular de MET con alta avidez , pero baja afinidad . [22] Tras la interacción con MET, GAB1 se fosforila en varios residuos de tirosina que, a su vez, reclutan una serie de efectores de señalización, incluidos PI3K , SHP2 y PLC-γ. La fosforilación de GAB1 por MET da como resultado una señal sostenida que media la mayoría de las vías de señalización descendentes. [23]

Activación de la transducción de señales

La activación de MET activa múltiples vías de transducción de señales :

Papel en el desarrollo

MET media un programa complejo conocido como crecimiento invasivo. [27] La ​​activación de MET desencadena la mitogénesis y la morfogénesis . [32] [33]

Durante el desarrollo embrionario , la transformación del disco germinal plano de dos capas en un cuerpo tridimensional depende de la transición de algunas células de un fenotipo epitelial a células fusiformes con comportamiento móvil, un fenotipo mesenquimal . Este proceso se conoce como transición epitelial-mesenquimal (EMT). [34] Más adelante en el desarrollo embrionario, MET es crucial para la gastrulación , la angiogénesis , la migración de mioblastos , la remodelación ósea y el brote de nervios , entre otros. [35] MET es esencial para la embriogénesis , porque los ratones MET −/− mueren en el útero debido a graves defectos en el desarrollo placentario. [36] Junto con la ectodisplasina A , se ha demostrado que está involucrada en la diferenciación de las placodas anatómicas, precursoras de escamas, plumas y folículos pilosos en vertebrados. [37] Además, MET es necesaria para procesos tan críticos como la regeneración del hígado y la cicatrización de heridas durante la edad adulta. [27]

El eje HGF/MET también está involucrado en el desarrollo del miocardio . Tanto los ARNm del receptor de HGF como del MET se coexpresan en cardiomiocitos desde E7.5, poco después de que se haya determinado el corazón, hasta E9.5. Las transcripciones para el ligando y el receptor de HGF se detectan por primera vez antes de la aparición de los latidos y el bucle cardíacos, y persisten durante toda la etapa de bucle, cuando la morfología del corazón comienza a elaborarse. [38] En estudios aviares, se encontró HGF en la capa miocárdica del canal auriculoventricular, en una etapa de desarrollo en la que ocurre la transformación epitelial a mesenquimal (EMT) del cojín endocárdico . [39] Sin embargo, MET no es esencial para el desarrollo del corazón, ya que los ratones α-MHCMet-KO muestran un desarrollo cardíaco normal. [40]

Expresión

Distribución de tejidos

La MET normalmente se expresa en células epiteliales . [27] Sin embargo, la MET también se encuentra en células endoteliales , neuronas , hepatocitos , células hematopoyéticas , melanocitos y cardiomiocitos neonatales. [33] [41] La expresión de HGF está restringida a células de origen mesenquimal . [34]

Control transcripcional

La transcripción de MET es activada por HGF y varios factores de crecimiento . [42] El promotor de MET tiene cuatro sitios de unión putativos para Ets , una familia de factores de transcripción que controlan varios genes de crecimiento invasivos. [42] ETS1 activa la transcripción de MET in vitro . [43] La transcripción de MET es activada por el factor inducible por hipoxia 1 (HIF1), que se activa por una baja concentración de oxígeno intracelular. [44] HIF1 puede unirse a uno de los varios elementos de respuesta a la hipoxia (HRE) en el promotor de MET . [34] La hipoxia también activa el factor de transcripción AP-1 , que está involucrado en la transcripción de MET . [34]

Importancia clínica

Papel en el cáncer

La vía MET juega un papel importante en el desarrollo del cáncer a través de:

La regulación negativa coordinada de MET y su efector descendente, la quinasa 2 regulada por señales extracelulares (ERK2), por miR-199a* puede ser eficaz para inhibir no solo la proliferación celular, sino también la motilidad y las capacidades invasivas de las células tumorales. [46]

La amplificación de MET ha surgido como un biomarcador potencial del subtipo de tumor de células claras . [47]

La amplificación del receptor de superficie celular MET a menudo impulsa la resistencia a las terapias anti-EGFR en el cáncer colorrectal . [48]

Papel en el autismo

La base de datos SFARIgene enumera a MET con una puntuación de autismo de 2,0, lo que indica que es un fuerte candidato para desempeñar un papel en casos de autismo. La base de datos también identifica al menos un estudio que encontró un papel para MET en casos de esquizofrenia . El gen se implicó por primera vez en el autismo en un estudio que identificó un polimorfismo en el promotor del gen MET. [49] El polimorfismo reduce la transcripción en un 50%. Además, la variante como polimorfismo de riesgo de autismo se ha replicado y se ha demostrado que se enriquece en niños con autismo y trastornos gastrointestinales. [50] Se ha encontrado una mutación rara que aparece en dos miembros de la familia, uno con autismo y el otro con un trastorno social y de la comunicación. [51] El papel del receptor en el desarrollo cerebral es distinto de su papel en otros procesos de desarrollo. La activación del receptor MET regula la formación de sinapsis [52] [53] [54] [55] [56] y puede afectar el desarrollo y la función de los circuitos involucrados en el comportamiento social y emocional. [57]

Papel en la función cardíaca

En ratones adultos, MET es necesaria para proteger a los cardiomiocitos al prevenir el estrés oxidativo relacionado con la edad , la apoptosis , la fibrosis y la disfunción cardíaca. [40] Además, los inhibidores de MET, como crizotinib o PF-04254644, se han probado mediante tratamientos a corto plazo en modelos celulares y preclínicos, y se ha demostrado que inducen la muerte de cardiomiocitos a través de la producción de ROS, la activación de caspasas , la alteración del metabolismo y el bloqueo de los canales iónicos . [58] [59]

En el corazón lesionado, el eje HGF/MET desempeña papeles importantes en la cardioprotección al promover efectos pro-supervivencia (antiapoptóticos y anti- autofágicos ) en cardiomiocitos, angiogénesis, inhibición de la fibrosis, señales antiinflamatorias e inmunomoduladoras y regeneración a través de la activación de células madre cardíacas . [60] [61]

Interacción con genes supresores de tumores

PTEN

PTEN (homólogo de fosfatasa y tensina) es un gen supresor de tumores que codifica una proteína PTEN, que posee actividades dependientes de la fosfatasa lipídica y proteica, así como independientes de la fosfatasa. [62] La fosfatasa proteica PTENpuede interferir con la señalización de MET al desfosforilar PIP 3 generado por PI3K o la isoforma p52 de SHC . La desfosforilación de SHC inhibe el reclutamiento del adaptador GRB2 a MET activado. [30]

BVS

Existe evidencia de correlación entre la inactivación del gen supresor de tumores VHL y el aumento de la señalización MET en el carcinoma de células renales (RCC) y también en las transformaciones malignas del corazón. [63] [64]

Terapias contra el cáncer dirigidas a HGF/MET

Dado que la invasión tumoral y la metástasis son la principal causa de muerte en pacientes con cáncer, la interferencia con la señalización de MET parece ser un enfoque terapéutico prometedor. Aquí se puede encontrar una lista completa de terapias experimentales dirigidas al HGF y MET para oncología que actualmente se encuentran en ensayos clínicos en humanos.

Inhibidores de la quinasa MET

Los inhibidores de quinasas son moléculas de bajo peso molecular que impiden la unión del ATP a MET, inhibiendo así la transfosforilación del receptor y el reclutamiento de los efectores posteriores. Las limitaciones de los inhibidores de quinasas incluyen el hecho de que solo inhiben la activación de MET dependiente de quinasas y que ninguno de ellos es completamente específico para MET.

Inhibidores del HGF

Dado que el HGF es el único ligando conocido de MET, el bloqueo de la formación de un complejo HGF:MET bloquea la actividad biológica de MET . Para este propósito, hasta ahora se han utilizado HGF truncado, anticuerpos neutralizantes anti-HGF y una forma no escindible de HGF. La principal limitación de los inhibidores de HGF es que bloquean solo la activación de MET dependiente de HGF.

Señuelo MET

El señuelo MET se refiere a un receptor MET truncado soluble. Los señuelos pueden inhibir la activación de MET mediada por mecanismos dependientes e independientes de HGF, ya que los señuelos evitan tanto la unión del ligando como la homodimerización del receptor MET. CGEN241 ( Compugen ) es un señuelo MET que es altamente eficiente en la inhibición del crecimiento tumoral y la prevención de la metástasis en modelos animales. [74]

Inmunoterapia dirigida a MET

Los medicamentos utilizados para la inmunoterapia pueden actuar pasivamente, mejorando la respuesta inmunológica a las células tumorales que expresan MET, o activamente, estimulando las células inmunes y alterando la diferenciación/crecimiento de las células tumorales. [75]

Inmunoterapia pasiva

La administración de anticuerpos monoclonales (mAbs) es una forma de inmunoterapia pasiva. Los mAb facilitan la destrucción de células tumorales por citotoxicidad dependiente del complemento (CDC) y citotoxicidad mediada por células ( ADCC ). En la CDC, los mAb se unen a un antígeno específico , lo que lleva a la activación de la cascada del complemento , que a su vez conduce a la formación de poros en las células tumorales. En la ADCC, el dominio Fab de un mAb se une a un antígeno tumoral , y el dominio Fc se une a los receptores Fc presentes en las células efectoras ( fagocitos y células NK ), formando así un puente entre un efector y una célula diana. Esto induce la activación de la célula efectora, lo que lleva a la fagocitosis de la célula tumoral por neutrófilos y macrófagos . Además, las células NK liberan moléculas citotóxicas , que lisan las células tumorales. [75]

Inmunoterapia activa

La inmunoterapia activa para tumores que expresan MET se puede lograr mediante la administración de citocinas , como interferones (IFN) e interleucinas ( IL-2 ), que desencadenan una estimulación no específica de numerosas células inmunes. Los IFN se han probado como terapias para muchos tipos de cáncer y han demostrado beneficios terapéuticos. La IL-2 ha sido aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) para el tratamiento del carcinoma de células renales y el melanoma metastásico, que a menudo tienen una actividad MET desregulada. [75]

Interacciones

Se ha demostrado que Met interactúa con:

Véase también

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