Follistatin-like1 en el desarrollo de tejido adiposo de pez cebra y sus mecanismos de señalización en la regulación de la ciliogénesis

Abstract

Las ciliopatías son un grupo de enfermedades humanas causadas por defectos en la formación, mantenimiento y/o función de las cilias primarias, que comprenden más de 30 patologías con fenotipos parcialmente solapados. Entre ellas, el Síndrome de Bardet-Biedl y el de Alström presentan como rasgo característico el desarrollo de obesidad. Diversos estudios han demostrado que las proteínas BBS, responsables del Síndrome Bardet Biedl, y las cilias, participan en la regulación de la saciedad y el balance energético a nivel del sistema nervioso central. Por otro lado, las cilias están presentes en distintos tejidos periféricos que también contribuyen al desarrollo y la presentación de la obesidad. Sin embargo, aún se conoce poco acerca de la función de las proteínas BBS en este contexto. Follistatin-like 1 (FSTL1) es una glicoproteína secretada que interviene en diversos procesos biológicos como la regulación de la proliferación, diferenciación y migración celular, así como en la carcinogénesis y metástasis. Su expresión se altera en múltiples patologías, incluyendo enfermedades cardiovasculares, cáncer, trastornos autoinmunes y obesidad. En un trabajo previo de nuestro grupo, identificamos a FSTL1 como un nuevo regulador de la ciliogénesis en hTERT-RPE1, no obstante, aún no se comprende completamente el mecanismo de señalización mediante el cual FSTL1 participa de la regulación de este proceso. Asimismo, identificamos un eje regulador compuesto por BBS4, FSTL1 y la cilia primaria en la diferenciación de pre-adipocitos en cultivo, lo que sugiere un papel potencialmente relevante en la regulación del tejido adiposo in vivo. En este trabajo nos planteamos como objetivo profundizar en el estudio del rol biológico de FSTL1 durante el desarrollo del tejido adiposo, así como en sus mecanismos de señalización durante la regulación de la ciliogénesis. Por un lado, planteamos la hipótesis de que DIP2A fuera el receptor putativo que media los efectos de FSTL1 sobre la cilia primaria. Para evaluarlo, inhibimos la expresión de DIP2A en células hTERT-RPE1, modelo previamente utilizado para estudiar el efecto de FSTL1 sobre la ciliogénesis. Observamos que la disminución del nivel de DIP2A no afectó significativamente a las cilias. Alternativamente, hipotetizamos que el mediador intracelular ERK1/2 participa en la vía de señalización activada por FSTL1. Para testearlo, evaluamos el nivel de activación de ERK1/2 en presencia o ausencia de FSTL1. Interesantemente, el silenciamiento de FSTL1 produjo un aumento en el nivel de ERK1/2 fosforilado, lo cual sugiere que la vía MEK1/MAPK podría ser un intermediario en la señalización intracelular de FSTL1. Complementariamente, analizamos la función de FSTL1 in vivo, utilizando el modelo de pez cebra. Para ello, inhibimos la expresión de sus genes ortólogos fstl1a y fstl1b, mediante el uso de morfolinos y evaluamos el largo de las cilias en varios órganos embrionarios. Observamos que las cilias presentes en la vesícula ótica, la fosa nasal y la vesícula de Kupffer de embriones morfantes para fstl1a eran más cortas. Asimismo, generamos una línea mutante fstl1a (-/-) utilizando CRISPR-Cas9, con el objetivo de extender el análisis a etapas post embrionarias. Evaluamos el área de tejido adiposo en larvas mutantes y controles bajo dos esquemas de alimentación: una dieta estándar y otra alta en grasas. En la línea mutante observamos una reducción significativa del área adiposa frente a larvas salvajes, que resultó más pronunciada en animales alimentados con dieta alta en grasas. El análisis de marcadores de adipogénesis en la región abdominal de estas larvas sugiere que fstl1a cumple un rol favoreciendo la producción de pre-adipocitos, así como también impactando en su diferenciación y maduración. En conjunto, nuestros resultados muestran la participación de ERK1/2 en la vía de señalización de FSTL1 en el contexto de la ciliogénesis, y la participación de FSTL1 en la regulación de la ciliogénesis y el desarrollo del tejido adiposo in vivo.