Implicación de la nucleotidohidrolasa DCTPP1 en la regulación del pool de nucleótidos y el mantenimiento de la integridad genómica

Abstract

En este trabajo se ha confirmado el papel de DCTPP1 en la homeostasis de dCTP, pero además se ha descrito una nueva función en el mantenimiento de los niveles de dTTP. En ausencia de DCTPP1, las células presentan un pool de dCTP elevado, una disminución del pool de dTTP y la aparición de un pool de dUTP, cuya incorporación al DNA es potencialmente genotóxica. Como consecuencia del aumento del ratio dUTP/dTTP, las células deficientes en DCTPP1 acumulan uracilo en el DNA y muestran una activación de la respuesta a daños en el DNA, alteraciones en el ciclo celular y un fenotipo hipermutador que afecta tanto al DNA nuclear como al mitocondrial. Asimismo, en ausencia de DCTPP1, las células son altamente dependientes del salvamento de nucleósidos para el mantenimiento de los niveles de dTTP. Nuestros resultados indican un papel prominente de DCTPP1 en la provisión de dTTP vía la síntesis de novo y en el equilibrio del pool de nucleótidos pirimidínicos, una función que está intrínsecamente relacionada con la preservación de la integridad genética. Nuestro estudio identifica a la enzima DCTPP1 como un factor fundamental a tener en cuenta a la hora de analizar las causas moleculares que subyacen a patologías humanas causadas por desbalances del pool de dNTPs. Además, dado que la modulación de la actividad de DCTPP1 permite alterar la síntesis de novo y la homeostasis de nucleótidos pirimidínicos, puede ser una herramienta terapéutica en células tumorales donde existe una alta demanda de nucleótidos asociada a su elevada capacidad replicativa. Por otra parte se ha establecido un modelo de quiescencia para el estudio del metabolismo de dNTPs en células no replicativas. En tejidos diferenciados, donde no hay replicación del DNA nuclear y por tanto la síntesis de novo y la vía de recuperación citosólica no son funcionales, la integridad y replicación del DNA mitocondrial depende en gran medida de la ruta de salvamento mitocondrial de nucleótidos (Hakansson et al., 2006; Saada, 2009). DCTPP1 presenta una localización ubicua en núcleo, citosol y mitocondria (Requena et al., 2014). En células no replicativas la expresión de DCTPP1 en núcleo y citosol desaparece y solo se detecta la proteína en mitocondria. Este modelo permitirá profundizar en el papel de DCTPP1 en el mantenimiento del pool mitocondrial de dNTPs, su posible implicación en el desarrollo de los síndromes de depleción mitocondrial y su utilidad en terapias que modulen la provisión y el equilibrio del pool de nucleótidos en este orgánulo.