El Factor de Crecimiento Transformante beta (TGF-beta) es una citocina con múltiples efectos celulares, capaz de controlar crecimiento, proliferación, diferenciación, motilidad y muerte. Estos procesos son importantes en la morfogénesis y en la reparación tisular, así como en el mantenimiento general de la homeostasis del organismo. Por lo tanto, alteraciones en esta vía de transducción favorecen el desarrollo de patologías como el cáncer, la fibrosis y enfermedades autoinmunes, entre otras. La señalización del TGF-beta ocurre a través de dos tipos de receptores membranales, con actividad de cinasa de residuos de serina y treonina. Los receptores para el TGF-beta son ALK5 (tipo I) y TBRII (tipo II). Después de la unión del ligando al TBRII, este fosforila a ALK5, activando su dominio de cinasa y permitiéndole fosforilar a las proteínas R-Smad, que son factores de transcripción. La fosforilación de las R-Smad permite que puedan formar complejos con Smad4; estos complejos son translocados al núcleo en donde se unen al DNA en secuencias específicas, y junto con coactivadores o correpresores regulan la expresión de sus genes blanco. El TGF-beta también puede activar a otras vías de señalización, como la vía de cinasas activadas por mitógenos o MAPK: ERKs, JNK y p38; la vía de algunas GTPasas, incluyendo a Ras, RhoA, Rac y Cdc42; y la vía de PI3K y Akt. El mecanismo de activación de estas vías aún no esta descrito totalmente, pero en ciertos casos se ha demostrado la asociación directa de los receptores del TGF-beta con algunos efectores de estas vías. Nuestro grupo esta interesado en identificar y caracterizar la función de nuevos efectores de los receptores para el TGF-beta, por lo tanto realizamos una búsqueda in silico de las proteínas que pudieran interaccionar con el receptor ALK5, a través del análisis de dos bases de datos principalmente: LUMIER (Luminescence-based Mammalian Interactome mapping) y OPHID (Online Predicted Human Interaction Database). LUMIER es una base de datos que contiene información sobre la interacción de proteínas involucradas específicamente en la señalización canónica del TGF-beta (Smads y receptores para la familia del TGF-beta) con proteínas que provienen de una biblioteca de ratón, mientras que OPHID es una base de datos sobre predicción de interacciones proteína-proteína (IPP) humanas. En esta búsqueda encontramos algunas proteínas que potencialmente podrían interaccionar in vivo con algunos componentes de la vía de señalización del TGF-beta: la subunidad alfa de la proteína G13 y un grupo de GEFs (factores intercambiadores de nucleótidos de guanina) que regulan la actividad de GTPasas de la familia de Rho, ARHGEF1 y ARHGEF11. Por lo tanto, el objetivo central de este proyecto es determinar si existe una interacción directa entre las proteínas encontradas en las bases de datos y los complejos de los receptores del TGF-beta, particularmente con el receptor ALK5, o bien determinar si existe una interacción indirecta con los receptores a través de otros componentes de la vía como la proteína Smad2 o las ligasas E3 de ubiquitina Smurf1 y Smurf2. Además, queremos profundizar en los detalles de tales interacciones, así como determinar si tienen una participación en la migración celular inducida por el TGF-beta dependiente de la activación de Rho, y estudiar si estas interacciones son importantes para que el TGF-beta regule la estabilidad de los GEFs en las células.

Los efectos principales del factor de crecimiento TGF-beta a través de su vía canónica, están relacionados principalmente con la regulación transcripcional de una multitud de genes que participan en diversos procesos celulares. Sin embargo, se ha observado que el TGF-beta puede activar vías alternas a su vía canónica para controlar procesos como la migración celular, la cual es importante en diversos procesos regulados por el TGF-beta como son la angiogénesis, la metástasis y la transición epitelio-mesénquima. Por lo tanto, este proyecto plantea el estudio de la activación por el TGF-beta de GTPasas como Rho, a través de la activación o regulación de GEFs (factores intercambiadores de nucleótidos de guanina), como una vía alterna o complementaria a la canónica para regular migración celular.