Impacto del transporte de L-arginina sobre el daño genómico.

En la gran mayoría de los tejidos y tipos celulares el aminoácido L-arginina (L-Arg) no es provisto por la síntesis endógena ni el reciclado a partir de L-citrulina sino que es incorporado desde la circulación por una familia de proteínas integrales de la membrana plasmática llamadas transportadores de aminoácidos catiónicos (CATs). Entre sus múltiples funciones, que incluyen el ser precursor para la síntesis de otros aminoácidos, ser un intermediario en el ciclo de la urea y ser uno de los pilares para la síntesis de proteínas, la L-Arg es el sustrato para la síntesis del vasodilatador y segundo mensajero óxido nítrico (NO) mediada por la enzima sintasa de óxido nítrico (NOS). El NO a su vez participa en un gran número de cascadas bioquímicas y vías fisiológicas de señalización. Sin embargo, esta molécula ha sido implicada también en procesos patológicos. En particular los procesos carcinogénicos parecen tener una dependencia compleja con los niveles de NO, siendo estos en algunos casos pro- y en otros anti-carcinogénicos. En cualquier caso, tanto el NO como el radical superóxido y el peroxinitrito, subproductos de la actividad de NOS que aparecen a concentraciones sub-fisiológicas de L-Arg, han sido implicados en el daño oxidativo del ADN, es decir en daño genómico. Por lo tanto, los niveles de L-Arg extracelular y la actividad de los CATs que median su transporte tienen una incidencia directa tanto en la concentración estacionaria de NO como en la eventual aparición de subproductos indeseables. En el presente proyecto proponemos poner a prueba la hipótesis de que es posible regular el daño genómico mediado por NO, superóxido y peroxinitrito a través de la modulación de los niveles extracelulares de L-Arg y su transporte. Para lograr ese objetivo, expresaremos el transportador de baja afinidad aparente por L-Arg, CAT-2A, en una línea celular tumoral humana (HeLa) con baja actividad de transporte endógeno y determinaremos: a) el nivel de daño genómico (roturas dobles de cadena, sitios abásicos, y bases oxidadas agrupadas) a distintos niveles de producción de óxido nítrico en función de la concentración extracelular de L-arginina; b) el espectro de daños endógenos en el ADN a concentraciones fisiológicas de L-arginina y c) el espectro de daños inducidos en el ADN a concentraciones sub- y supra-fisiológicas de L-arginina extracelular. El estudio de estos mecanismos moduladores permitirá avanzar el conocimiento de los procesos subyacentes de la patología neoplásica. Este conocimiento mecanístico puede abrir una ventana hacia nuevas estrategias diagnósticas, pronósticas, terapéuticas y preventivas del cáncer.