Apolipoproteína A-I humana: 
Estructura, función y patogenicidad


Grupo de trabajo

Garda, Horacio Alberto
Investigador responsable de línea
hgarda@med.unlp.edu.ar
González, Marina Cecilia
Investigadora
marinacego@hotmail.com
Toledo, Juan Domingo
Investigador
jtoledo51@hotmail.com
Jimenez Dalmaroni, Maximiliano
Investigador Invitado
mjimenez@med.unlp.edu.ar
Díaz, Lodovico Ivo 
Becario
diazludovico@gmail.com
Tarraga, Wilson
Becario
wilson14_17@hotmail.com
Lynn, Soledad
Becaria
soledadlynn@gmail.com
Hernández, Laura Edith
Personal de apoyo
lauraeh1900@hotmail.com
Bernasconi, Ana
Personal de apoyo
ambernas@hotmail.com
   


Colaboradores de otras instituciones

Internacionales

Gratton, Enrico
Laboratorio de Dinámica de fluorescencia. Universidad de California en Irvine. USA

Lamy, María T. 
Departamento de Física. Universidad de Sao Paulo. Sao Paulo. Brasil

Grasa, María del Mar
Universidad Autónoma de Barcelona (UB). España

Esteve, Montserrat
Universidad Autónoma de Barcelona (UB). España

Mendoza, Aminta 
Departamento de Física. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. Colombia

Soulages, José Luis 
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular. Oklahoma. Universidad Estatal. USA


Nacionales

Gennaro, Ana María 
Departamento de Física. Universidad Nacional del Litoral. Santa Fé. Argentina


Resumen de Línea

Bioquímica y Biofísica de Lipoproteínas de alta densidad (HDLs) y apolipoproteína A-I

La apolipoproteína A-I(apoAI) es la proteína mayoritaria de las lipoproteínas de alta densidad (HDL), cuyos niveles séricos están inversamente relacionados con el riesgo aterogénico. 
La antiaterogenicidad de apoAI y HDL son atribuidas a su participación en el transporte del exceso del colesterol de los tejidos periféricos hacia el hígado para su catabolismo y excreción; y a la capacitad de neutralizar endotoxinas e inhibir la respuesta inflamatoria. Para conocer con mayor detalle los mecanismos moleculares de estos procesos, se estudia la relación estructura-función-patogenicidad de apoAI en el marco de las siguientes sublíneas:

ApoAI requiere de grandes cambios conformacionales para alternar durante su ciclo funcional entre su estado libre y unida a superficies lipídicas como membranas o diferentes complejos HDL. Su estado libre se supone un ramillete de hélices anfipáticas laxo y flexible que debe abrirse para interactuar con superficies lipídicas. El objetivo de esta sublinea es comprender las bases estructurales de la interacción de apoAI con lípidos y de su flexibilidad conformacional. En particular, estamos interesados en una región del centro de la proteína que conformaría un dominio con independencia estructural y funcional, y sería responsable de la interacción de apoAI y HDL discoidales con membranas, como también de algunas respuestas celulares como la movilización de depósitos endógenos de colesterol. Usamos con este fin diferentes técnicas biofísicas, ya sea con la proteína salvaje o con mutantes conteniendo un grupo reportero en posiciones estratégicas (triptófanos, o cisteínas a las que se le unen covalentemente grupos fluorescentes o paramagnéticos). Estas proteínas modificadas nos brindan información sobre el entorno del grupo reportero, además de permitir la estimación de distancias inter- o intra-moleculares que revelan la conformación espacial. También proyectamos actualmente la utilización de métodos computacionales de modelado y dinámica molecular con el mismo objetivo.

Dependiendo del tipo celular, apoAI es capaz de desencadenar múltiples respuestas, aunque los mecanismos y las vías de señalización involucradas son aún poco conocidos. 
Una de estas respuestas a la que hemos prestado particular atención en los últimos años es la movilización de depósitos endógenos de colesterol esterificado. Tanto la identificación de las vías de señalización como de los dominios funcionales involucrados en estas respuestas celulares son fundamentales para entender estos procesos a nivel molecular. 
Se usan distintos tipos de células en cultivo en las que se investigan las respuestas celulares comparativas a apoAI, diferentes tipos de complejos HDL, y mutantes artificiales o naturales de apoAI. 
De este modo, se trata de obtener información sobre la conformación de apoAI requerida y sobre los dominios de la proteína involucrados. Actualmente se presta particular atención a una mutante natural con una deleción en la región central (DK107) cuyos portadores tienen riesgo aterogénico incrementado.

Respuesta inflamatoria mediada por Lipoproteínas de baja
densidad (LDLs) y   glucocorticoides. (Responsable: Gonzalez Marina).

La arteriosclerosis es una patología que conlleva un estado inflamatorio subyacente el cuál influencia la progresión de la enfermedad. La patología involucra la síntesis de un gran número de citoquinas pro y anti-inflamatorias. Asimismo, el desarrollo de la placa arteriosclerótica comienza con el reclutamiento e infiltración de monocitos circulantes en áreas de deposición lipídica con daño físico donde se diferencian a macrófagos “foams cells” o células “espumosas” al endocitar lipoproteínas alteradas como las lipoproteínas de baja densidad oxidadas (LDL-Ox) que han sido internalizadas en la pared arterial. El cortisol es un glucocorticoide con acción anti-inflamatoria que actúa en la resolución de la inflamación mediante, entre otras acciones, la activación de la población de macrófagos anti-inflamatoria de tipo M2c, inhibición de citoquinas pro-inflamatorias e inhibición de receptores específicos de LDL-Ox (Toll like receptor type 4). Esta línea de trabajo incluye el estudio de mecanismos moleculares implicados en la respuesta antiinflamatoria endógena mediada por glucocorticoides.

Efecto de inhibidores con implicancia antiaterogénica sobre la actividad
de la proteína transferidora de lípidos (CETP).
(Responsables: Gonzalez Marina y Garda Horacio).

La proteína transferidora de lípidos o de ésteres de Col (CETP) tiene un rol integral en el metabolismo de las lipoproteínas plasmáticas. CETP facilita el re-modelado de lipoproteínas de alta densidad (HDL) en plasma por promover la interconversión de apoA-I contenida en las HDLs esféricas en partículas pobres en lípidos (“lipid-poor particles”) y preβ-HDLs, como así también intercambiar ésteres de Col entre las distintas subpartículas de HDLs, actividad denominada homotípica. Asimismo, CETP está implicada en la transferencia de ésteres de colesterol (EC) desde HDLs hacia lipoproteínas de baja y muy baja densidad (LDL y VLDL) y transferir triglicéridos (TG) desde VLDL/LDL hacia HDLs, actividad denominada heterotípica. De esta manera, CETP favorece el aumento del contenido de colesterol en las LDL con la consecuente propensión al desarrollo de la placa aterogénica. La inhibición heterotípica de CETP podría ser efectiva en reducir la arteriosclerosis por un mecanismo dependiente de la reducción del colesterol de VLDL-LDL e incremento del mismo en las HDLs. El empleo de herramientas “in sílico” de docking molecular y tamizado virtual suelen ser efectivas para la búsqueda de inhibidores.
Esta línea de investigación también incluye metodología bioquímica de prueba de los inhibidores en líneas celulares de macrófagos. La inhibición farmacológica de CETP podría llegar a reducir el riesgo cardiovascular lo que constituye una estrategia de interés en la actualidad en el campo de la medicina cardiovascular.

 

Publicaciones - Artículos

 

  • Decreased OxLDL uptake and cholesterol efflux in THP1 cells elicited by cortisol and by cortisone through11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1.
    Ledda, A; *Gonzalez, M. C; Gulfo, J; Díaz, L.  I; Ramella, N; Toledo, J. D; Garda, H. A; *Grasa, M; *Esteve, M.  (*equal contribution-senior authors).
    2015.
    Atherosclerosis. , Amsterdam: ELSEVIER IRELAND LTD. ISSN 0021-9150


  • Aminolevulinic acid dendrimers in photodynamic treatment of cancer and atheromatous disease.
    Rodriguez, L; Vallecorsa, P; Battah, S; Di Venosa, G; Calvo, G; Mamone, L; Saenz, D; Gonzalez, M. C; Batlle, A; Macrobert, A. J; Casas, A.
    2015. Photochemical and Photobiological Sciences. , CAMBRIDGE: ROYAL SOC CHEMISTRY. vol. 14, n° 9, p. 1617-1627. ISSN 1474-905X

  • Apolipoprotein A-I configuration and cell cholesterol efflux activity of discoidal lipoproteins depend on the reconstitution process.
    Cuellar, L. A; Prieto, E; Cabaleiro, L; Garda, H. A. 
    2014. Biochimica et Biophysica acta-molecular and cell biology of lipids. , Amsterdam: ELSEVIER SCIENCE BV,. vol. 1841, p. 180-189. ISSN 1388-1981

  • Apolipoprotein A-I Helsinki promotes intracellular acyl-CoA cholesterol acyltransferase (ACAT) protein accumulation.
    Toledo, J. D; Garda, H. A; Cabaleiro, L. V; Cuellar, A; Pellón Maison, M; González Baró, M; Gonzalez M. C. 
    2013. Molecular and cellular biochemistry. , New York: SPRINGER. vol. 377, n° 1-2, p. 197-205. ISSN 0300-8177
  • Apolipoproteína A-I y lipoproteínas de alta densidad: Estructura y rol en la homeostasis del colesterol celular.
    Garda, H. A; Toledo, J. D; Gonzalez, M. C; Prieto, E; Cuellar, L. A; Cabaleiro, L. V; Chirillano, L. A; Almeyra, C. M. 
    2013. Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana. La Plata: Federacion Bioquímica Provincia Buenos Aires, vol. 47, n° 2, p. 327-341. ISSN 0325-2957
  • El Dr. Rodolfo R. Brennner y una de sus principales obras: El Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata (INIBIOLP). 
    Garda, H. A. 
    2013. La Plata. Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana. Federacion Bioquimica Provincia Buenos Aires. vol. 47, n° 2, p. 249-266. ISSN 0325-2957
  • Characterization of a human apolipoprotein A-I construct expressed in a bacterial system.
    Prieto, E. D; Ramella, N; Cuellar, L. A; Tricerri, M. A; Garda,  H. A. 
    2012. Protein journal. , Berlin: Springer, vol. 31, n° 8, p. 681-688


  • Effect of reconstituted discoidal high density lipoproteins on lipid mobilization in RAW 264.7 and CHOK1 cells. 
    Toledo, J. D; Cabaleiro,  L. V; Garda, H. A; González,  M. C. 
    2012. Journal of cellular biochemistry. , New York: Wiley-Liss, Div John Wiley & Sons Inc. vol. 113, n° 4, p. 1208-1216

  • Membrane insertion topology of the central apolipoprotein A-I region.Fluorescence studies using single tryptophan mutants. 
    Prieto, E. D; Garda, H. A. 
    2011. Biochemistry  50, 466 - 79
    Editorial: American Chemical Society.
  • Human Apolipoprotein A-I-Derived Amyloid: it’s Association with Atherosclerosis. 
    Ramella, N. A; Rimoldi, O. J; Prieto, E. D; Schinella, G. R; Sanchez, S. A; Jaureguiberry, M.S; Vela, M.E; Ferreira, S. T; Tricerri, M. A.
    2011. PLoS One. 2011 ;6 (7):e22532. Epub 2011 Jul 19 
  • Structure and stability of crustacean lipovitellin: Influence of lipid content and composition
    García, C. F; Cunningham, M; Soulages, J. L; Heras, H; Garda, H. A. 
    2010. Comparative biochemistry and physiology. part b, biochemistry & molecular biology. Elsevier Science Inc. vol. 155, n° 2, p. 126 - 131
  • Membrane Organization and Regulation of Cellular Cholesterol. 
    Jaureguiberry, M. S; Tricerri, M. A; Sanchez, S. A; Garda, H. A; Finarelli, G. S; Gonzalez, M. C; Rimoldi. O. J. 
    2010. Journal of membrane biology. New York: Springer. vol. 234, p. 183 - 194
  • The central type Y amphipathic ahelices of apolipoprotein AI are involved in the mobilization of intracellular cholesterol depots. 
    González, M. C; Toledo, J. D; Tricerri, M. A; Garda, H. A.  
    2008. Archives of biochemistry and biophysics. Amsterdam: Elsevier, vol. 473, n° 1, p. 34 - 41
  • Embryo lipoproteins and yolk lipovitellin consumption during embryogenesis in Macrobrachium borellii (Crustacea: Palaemonidae). 
    García, C. F; Cunningham, M; Garda, H. A; Heras, H. 
    2008. Comparative biochemistry and physiology. part b, biochemistry & molecular biology, vol. 151, p. 317 - 322

Premios - Distinciones

  • “Premio SAB al mejor trabajo” 
    III Congreso Iberoamericano de Biofísica y XXVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica
    . Buenos Aires. Septiembre de 1997. 
    Conformation of apolipoprotein A-I in reconstituted lipoprotein particles and particle-membrane interaction. Effect of size and cholesterol. 
    Tricerri, M. A; Córsico, B; Toledo, J. D; Garda, H. A; Brenner, R. R.
  • “Premio SAB al mejor trabajo” 
    XXXI Reunión Anual de SAB. Buenos Aires. Diciembre de 2002.
    Interacción del dominio central de apolipoproteína A-I con membranas
    Prieto, E. D; Toledo, J. D; Garda, H. A.
  • “Mención de honor” 
    IV Congresso de Biofísica do Cone-Sul XXIX Reunión Anual de SAB. Campinas, SP, Brazil. Agosto de 2000. 
    Trabajo: Interacción de complejos lipoproteicos discoidales de apolipoproteína A-I con vesículas lipídicas estudiada con reactivos fotoactivables
    Córsico, B; Toledo, J. D; Garda, H. A.
  • “Mejor poster de ciencias básicas” 
    Otorgado en Jornadas de la Facultad de Ciencias Médicas. La Plata. Octubre de 2010. Correspondiente al trabajo: 
    Configuración de la apolipoproteína A-I ( LL5/2 en dHDL) fisiológicamente activa en la remoción de colesterol de células RAW

    Cuellar, L. A; Prieto, E. D; Cabaleiro, L. V; González, M. C; Garda, H. A.




INIBIOLP - Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Profesor Doctor Rodolfo R. Brenner"
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