O factor de transcrición asociado á microftalmia tamén chamado proteína de hélice-bucle-hélice básica de clase E 32 (bHLHe32) é unha proteína que nos humanos está codificada no xene MITF do cromosoma 3.
O MITF é un factor de transcrición de cremalleira de leucina de hélice-bucle-hélice básica implicado na regulación da vía específica de liñaxe de moitos tipos de células, como melanocitos, osteoclastos e mastocitos. O termo "específico de liñaxe", cando se refire ao MITF, significa xenes ou caracteres que soamente se atopan en certos tipos de células. Por tanto, o MITF pode intervir na reestruturación de fervenzas de sinalización que se necesitan especificamente para a supervivencia e función fisiolóxica dos seus precursores celulares normais.
O MITF, xunto co factor de transcrición EB (TFEB), TFE3 e TFEC, pertencen a unha subfamilia de proteínas bHLHZip relacionadas denominada familia MiT-TFE de factores de transcrición. Os factores poden formar homodímeros ou heterodímeros que se unen ao ADN estables. O xene que codifica o MITF sitúase no locus mi en ratos, e entre as súas dianas protumorixénicas están factores implicados na morte celular, replicación do ADN, reparación do ADN, mitose, produción de microARN, tráfico polas membranas e metabolismo mitocondrial, entre outras cousas. A mutación deste xene ten como resultado a xordeira, perda de óso, ollos pequenos (microftalmia) e ollos e pel pouco pigmentados. En suxeitos humanos, como se sabe que o MITF controla a expresión de varios xenes que son esenciais para a síntese normal de melanina nos melanocitos, as mutacións de MITF poden orixinar doenzas como o melanoma, a síndrome de Waardenburg e a síndrome de Tietz. A súa función está conservada nos vertebrados, incluíndo peixes como o peixe cebra e Xiphophorus.
Cómpre entender ben o funcionamento de MITF para comprender como progresan certos cancros específicos de liñaxe e outras doenzas. Ademais, as investigacións presentes e futuras poden abrir novos camiños para afectar aos mecanismos deste factor de transcrición para así previr o cancro.
Importancia clínica
Mutacións Os cambios no MITF poden ter como resultado graves condicións de saúde. Por exemplo, as mutacións do MITF foron implicadas nas síndromes de Waardenburg e de Tietz.
A síndrome de Waardenburg é un trastorno xenético raro. Os seus síntomas inclúen a xordeira, defectos menores e anormalidades na pigmentación. Atopáronse mutacións no xene MITF en certos pacientes con síndrome de Waardenburg tipo II. Atopáronse mutacións que cambian a secuencia de aminoácidos do factor orixinando unha proteína MITF anormalmente pequena. Estas mutacións distorsionan a formación de dímeros, e como resultado causan un desenvolvemento insuficiente dos melanocitos. A escaseza de melanocitos causa algúns dos trazos característicos da síndrome de Waardenburg.
A síndrome de Tietz, descrita primeiro en 1923, é un trastorno conxénito a miúdo caracterizado pola xordeira e o leucismo. Esta síndrome orixínase por unha mutación no xene MITF. A mutación en MITF consiste na deleción ou cambio dun só aminoácido por cambio dun par de bases nunha rexión clave da proteína. A nova proteína MITF xa non pode unirse ao ADN e isto altera o desenvolvemento dos melanocitos e, en consecuencia, a produción de melanina. Ter un número reducido de melanocitos pode levar á perda de audición, mentres que a diminución da produción de melanina pode explicar a cor clara da pel e cabelos que fai a síndrome de Tietz tan patente.
Melanoma Os melanocitos son as células produtoras do pigmento melanina que dá cor ao pelo, pel e, en moitos animais, ás uñas. Os mecanismos exactos polos que os melanocitos se converten en cancerosos son algo confusos, pero hai investigacións en marcha para coñecer mellor este proceso. Por exemplo, informouse que o ADN de certos xenes está a miúdo danado nas célula de melanomas, moi probablemente como resultado de danos pola radiación UV, e isto incrementa a probabilidade de desenvolver un melanoma."Melanoma Skin Cancer. " American Cancer Society, 29 de outubro de 2014. Web. 15 de outubro de 2014. <http://www.cancer.org/acs/groups/cid/documents/webcontent/003120-pdf.pdf> Concretamente, descubriuse que unha gran porcentaxe de melanomas teñen mutacións no xene B-RAF que levan á formación do melanoma ao causaren unha fervenza da quinase MEK-ERK cando se activa. Ademais de B-RAF, MITF tamén xoga un papel crucial na progresión do melanoma. Como factor de transcrición que está implicado na regulación de xenes relacionados coa invasividade, migración e metástase, pode exercer unha función na progresión do melanoma.
Xenes diana
O MITF recoñece as secuencias das caixas E (CAYRTG) e M (TCAYRTG ou CAYRTGA) nas rexións promotoras de xenes diana. Xenes diana coñecidos (confirmados polo menos por dúas fonte independentes) deste factor de transcrición son: ACP5 BCL2 BEST1 BIRC7 CDK2 CLCN7 DCT EDNRB GPNMB GPR143 MC1R MLANA OSTM1 RAB27A SILV SLC45A2 TBX2 TRPM1 TYR TYRP1
Outros xenes identificados por un estudo de micromatrices (que confirmou as dianas de arriba) son os seguintes: MBP TNFRSF14 IRF4 RBM35A PLA1A APOLD1 KCNN2 INPP4B CAPN3 LGALS3 GREB1 FRMD4B SLC1A4 TBC1D16 GMPR ASAH1 MICAL1 TMC6 ITPKB SLC7A8
A vía de sinalización LysRS-Ap4A-MITF A vía de sinaliación LysRS-Ap4A-MITF foi descuberta primeiramente en mastocitos, nos cales se activa a a vía MAPK da proteína quinase activada por mitóxeno por estimulación por alérxenos. A unión da inmunoglobulina E co receptor de IgE de alta afinidade (FcεRI) proporciona o estímulo que fai comezar a fervenza.
A lisil-ARNt sintetase (LysRS) normalmente reside no complexo multisintetase. Este complexo consta de nove aminoacil-ARNt sintetases diferenes e tres proteínas armazón e denominouse "sinalosoma" debido ás súas funcións de sinalización non catalíticas. Despois da activación, LysRS está fosforilada na serina 207 de maneira dependente de MAPK. Esta fosforilación causa que a LysRS cambie a súa conformación, se despegue do complexo e se traslade ao núcleo, onde se asocia coa proteína de tríade de histidina de unión a nucleótidos 1 (HINT1) formando así o complexo inhibidor MITF-HINT1. O cambio conformacional tamén cambia a actividade da LysRS desde a aminoacilación do ARNt da lisina á produción de diadenosina tetrafosfato (Ap4A). A Ap4A, que é unha adenosina unida a outra adenosina a través dunha ponte de 5'-5'tetrafosfato, únese a HINT1 e isto libera o MITF do complexo inhibidor, permitíndolle transcribir os seus xenes diana. Especificamente, a Ap4A causa unha polimerización da molécula de HINT1 en filamentos. A polimerización bloquea o interface para MITF e así impide a unión das dúas proteínas. Este mecanismo é dependente da lonxitude precisa da ponte fosfato da molécula Ap4A, así que outros nucleótidos como o ATP ou o AMP non o afectará.
O MITF é tamén unha parte integral dos melanocitos, nos que regula a expresión de varias proteínas con potencial melanoxénico. A expresión continua do MITF a certo nivel é un dos factores necesarios para que as células de melanoma proliferen, sobrevivan e eviten a detección polas células inmunitarias do hóspede por medio do recoñecemento por células T do antíxeno asociado ao melanosoma (melan-A). As modificacións postraducionais de moléculas de HINT1 afectan a expresión do xene MITF, así como a unión de Ap4A. As mutacións na propia HINT1 son a causa de neuropatías axonais. O mecanismo regulador depende do encima diadenosina tetrafosfato hidrolase, un membro da familia encimática de Nudix tipo 2 (NUDT2), para clivar a Ap4A, permitir a unión de HINT1 a MITF e así suprimir a expresión de xenes transcritos por causa de MITF. A propia NUDT2 está asociada co carcinoma de mama humano, no cal promove a proliferación celular. O encima é de 17 kDa e pode difundir libremente entre o núcleo e o citosol, o que explica a súa presenza no núcleo. Tamén é transportada activamente ao núcleo ao interaccionar directamente co dominio N-terminal da importina-β por estimulación inmunolóxica de mastocitos. Unha cantidade crecente de evidencias apunta ao feito de que a vía de sinalización de LysRS-Ap4A-MITF é, de feito, un aspecto integral do control da actividade transcricional de MITF.
A activación da vía de sinalización de LysRS-Ap4A-MITF por isoproterenol foi confirmada en cardiomiocitos. Unha isoforma específica do corazón do MITF é un importante regulador do crecemento cardíaco e responsable da súa hipertrofia e da resposta fisiolóxica dos cardiomiocitos á estimulación beta-adrenérxica.
Fosforilación O MITF é fosforilado en varios residuos de serina e tirosina. A fosforilación da serina é regulada por varias vías de sinalización incluíndo MAPK/BRAF/ERK, tirosina quinase receptora KIT, GSK-3 e mTOR. Ademais, varias quinases, como PI3K, AKT, SRC e P38 son tamén activadores fundamentais da fosforilación do MITF. En contraste, a fosforilación da tirosina é inducida pola presenza da mutación oncoxénica de KIT D816V. Esta vía KITD816V depende da sinalización da activación da familia da proteína SRC. A indución da fosforilación da serina pola vía MAPK/BRAF frecuentemente alterada e a vía GSK-3 no melanoma regula a exportación nuclear de MITF e, por tanto, diminúe a actividade de MITF no núcleo. De xeito similar, a fosforilación da tirosina mediada pola presenza da mutación oncoxénica KIT D816V tamén incrementa a presenza do MITF no citoplasma.
Interaccións A maioría dos factores de transcrición funcionan en cooperación con outros factores por medio de interaccións proteína–proteína. A asociación de MITF con outras proteínas é un paso crítico na regulación da actividade transcricional mediada polo MITF. Algunhas interaccións do MITF comunmente estudadas son con MAZR, PIAS3, Tfe3, hUBC9, PKC1 e LEF1. O diversas que son as súas estruturas dános unha idea dos variados papeis exercidos por MITF na célula.
O factor relacionado proteína de dedo de cinc asociada a Myc (MAZR) interacciona co dominio Zip de MITF. Cando se expresan xuntos, tanto MAZR coma MITF incrementan a actividade do promotor do xene mMCP-6. MAZR e MITF xuntos transactivan o xene mMCP-6. MAZR tamén xoga un papel na expresión fenotípica de mastocitos en asociación con MITF.
PIAS3 é un inhibidor transcricional que actúa inhibindo a actividade de unión ao ADN de STAT3. PIAS3 interacciona directamente con MITF, mentres que STAT3 non interfire coa interacción entre PIAS3 e MITF. PIAS3 funciona como unha molécula clave na supresión da actividade transcricional de MITF. Isto é importante cando se considera o desenvolvemento dos mastocitos e melanocitos.
MITF, TFE3 e TFEB forman parte da familia de factores de transcrición de cremalleira de leucina de hélice-bucle-hélice básica. Todas as proteínas desta familia poden unirse ao ADN. MITF é necesario para o desenvolvemento dos melanocitos e do ollo, e novas investigacións indican que tamén cómpre a intervención de TFE3 para o desenvolvemento de osteoclastos, unha función redundante coa de MITF. A perda combinada de ambos os xenes resulta nunha grave osteopetrose, o que indica unha interacción entre MITF e outros membros da súa familia de factores de transcrición. Á súa vez, TFEB foi denominado mestre regulador da bioxénese dos lisosomas e a autofaxia. Un dato interesante é que no melanoma se describiron os papeis separados de MITF, TFEB e TFE3 na modulación da autofaxia inducida por inanición. Ademais, as proteínas MITF e TFEB, regulan cada unha directamente o ARNm da outra e a expresión das proteínas mentres as súas localizacións subcelulares e as actividades transcricionais están suxeitas a unha modulación similar, como a vía de sinalización mTOR.