Tipo de Articulo: Artículos Originales

Titulo: El complejo β-arrestina/conexina 43 retiene ERKs fuera del ncleo: un paso necesario para el efecto anti-apopttico de los bisfosfonatos mediado por Cx34/ERK en osteocitos.

Title: β-arrestin/connexin 43 complex anchors ERKs outside the nucleus: a pre-requisite for bisphosphonate anti-apoptotic effect mediated by CX43/ERK in osteocytes

Actual. Osteol 12(1):11:20, 2016

Autor(es): Lilian I. Plotkin, Arancha R. Gortazar, Teresita Bellido


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Bisphosphonates (BPs) anti-fracture efficacy may be due in part to inhibition of osteocyte apoptosis. This effect requires opening of connexin (Cx) 43 hemichannels and phosphorylation of the extracellular signal regulated kinases (ERKs). However, unlike ERK activation by other stimuli, the Cx43/ERK pathway activated by BPs does not result in nuclear ERK accumulation. Instead, the anti-apoptotic effect of BPs depends on phosphorylation of cytoplasmic ERK targets and is abolished by forced nuclear retention of ERKs. We now report that ERKs and the scaffolding protein β-arrestin co-immuno-precipitate with Cx43 in MLO-Y4 osteocytic cells and that the BP alendronate increases this association. Moreover, ERK2 fused to red fluorescent protein (ERK2-RFP) co-localizes with Cx43 fused to green fluorescent protein outside the nucleus in cells untreated or treated with alendronate. Alendronate does not induce ERK nuclear accumulation in cells transfected with wild type β-arrestin (wtARR) or vector control, whereas it does in cells expressing a dominant negative β-arrestin mutant (dnARR) consisting of the β-arrestin-clathrin binding domain that competes with endogenous β-arrestin for binding to clathrin. Alendronate activates ERKs in dnARR-transfected cells as effectively as in cells transfected with wtARR, demonstrating that dnARR only interferes with subcellular localization but not with activation of ERKs by BPs. Further, whereas alendronate inhibits apoptosis in cells expressing wtARR or vector control, it is ineffective in cells expressing dnARR. Thus, BPs induce the formation of a complex comprising Cx43, β-arrestin, and clathrin, which directs ERKs outside the nucleus and is indispensable for osteocyte survival induced by BPs.

Keywords: osteocyte, bisphosphonate, beta-arrestin, apoptosis

La efectividad de los bisfosfonatos (BPs) en la prevencin de fracturas puede deberse en parte a la inhibicin de la apoptosis de osteocitos. Este efecto depende de la apertura de hemicanales de conexina (Cx) 43 y la fosforilacin de quinasas reguladas por seales extracelulares (ERKs). Sin embargo, a diferencia de la activacin de ERKs debida a otros estmulos, la va de sealizacin Cx43/ERK activada por BPs no conlleva la acumulacin de ERKs en el ncleo. El efecto anti-apopttico de los BPs depende de la fosforilacin de blancos citoplasmticos de ERKs y es inhibido cuando las quinasas son retenidas en el ncleo. En este estudio hemos demostrado que ERKs y la protena scaffolding β-arrestina co-inmunoprecipitan con Cx43 en clulas osteocticas MLO-Y4 y que alendronato aumenta esta asociacin. Ms an, ERK2 fusionada a la protena roja fluorescente (ERK2-RFP) co-localiza con Cx43 fusionada con la protena verde fluorescente fuera del ncleo en clulas tratadas con vehculo o alendronato. Alendronato no indujo la acumulacin nuclear de ERK en clulas transfectadas con β-arrestina nativa (wtARR) o con un vector control, pero si lo hizo en clulas que expresan una forma dominante negativa de β-arrestina (dnARR), consistente en el dominio de interaccin entre β-arrestina y clatrina, y que compite con β-arrestina endgena por la unin a clatrina. Alendronato activa ERKs con la misma eficiencia en clulas transfectadas con dnARR o wtARR, demostrando que dnARR slo interfiere con la localizacin subcelular de ERKs, pero no con su activacin inducida por los BPs. Ms an, mientras alendronato inhibe apoptosis en clulas que expresan wtARR o vector control, es inefectivo en clulas que expresan dnARR. En conclusin, los BPs inducen la formacin de un complejo que incluye Cx43, β-arrestina y clatrina, el cual retiene ERKs fuera del ncleo y es indispensable para la sobrevida de los osteocitos inducida por estas drogas.

Palabras clave: osteocito, bifosfonatos, beta-arrestina, apoptosis

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