Effects os sustained p38 mapk activation in cell homeostasis

Una correcta respuesta ante los estimulos externos es esencial para la supervivencia de la celula. La familia de p38 MAPKs esta implicada en multiples funciones, regulando distintos procesos mediante la fosforilacion de un amplio abanico de sustratos. Dependiendo del tipo de estimulo y la intensidad del mismo, la activacion de p38 MAPK puede inducir respuestas tanto a favor de la supervivencia como pro-apoptoticas. Para entender mejor los efectos producidos por la activacion de p38 MAPK, hemos desarrollado un sistema basado en la expresion de MKK6DD,, un activador especifico de p38 MAPKs, que se expresa bajo el control del promotor TET-ON en las celulas U2OS. La activacion especifica de p38 MAPKs en este sistema provoca una serie de respuestas celulares, pudiendo distinguirse entre respuestas tempranas y tardias. La respuesta temprana, que es aquella detectada hasta las 24 h tras la induccion, incluye un aumento de los niveles de ROS, un arresto del ciclo celular en G2/M y cambios en el metabolismo. Entre los eventos tardios destacan un arresto celular en G1, defectos en las mitocondrias y un descenso del nivel energetico de la celula. Todos estos efectos implican en ultimo termino la muerte celular y una entrada en senescencia. Esta respuesta pleiotropica tras la expresion de MKK6DD implica la activacion de multiples vias de senalizacion y factores de transcripcion entre los que destaca la contribucion de MK2, un sustrato directo de p38 MAPK. Nuestros resultados indican que la activacion de p38 MAPK induce un incremento en la produccion de ROS y, en concreto, el aumento en ROS mitocondrial predispone a las celulas U2OS a la muerte celular. Los cambios en el ROS mitocondrial son los mas importantes para el metabolismo celular. Este incremento en ROS mitocondrial se debe a multiples cambios metabolicos inducidos por p38 MAPK como el aumento del consumo de glucosa y glutamina y la tasa de respiracion. La reprogramacion metabolica, inducida y regulada por oncogenes, es una de las caracteristicas mas importante de las celulas cancerigenas al facilitar su proliferacion celular y su supervivencia. La constante activacion de p38 MAPK origina una reprogramacion metabolica que deriva en una ineficiencia metabolica y finalmente en la muerte celular. La expresion de MKK6DD en celulas U2OS provoca una activacion del complejo piruvato-deshidrogenasa que incrementa el flujo de piruvato hacia la mitocondria mediante su conversion en acetil-CoA. Este acetil-CoA, ademas de entrar en el ciclo de Krebs, mantiene el pool de citrato necesario para la elevada biosintesis de lipidos. En paralelo, demostramos que la activacion de p38 MAPK provoca una activacion, rapida pero transitoria, de la via de IP3K, la sobreexpresion de c-Myc y un descenso del regulador metabolico ARK5. Es muy probable que el incremento de c-Myc junto al descenso de ARK5 jueguen un papel esencial en el fallo general de la homeostasis metabolica producido por la activacion de p38 MAPK.