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Proteína de mamíferos encontrada en humanos

CDKN2A
Estructuras disponibles
APBúsqueda de ortólogos: PDBe RCSB
Identificadores
AliasCDKN2A , CDK4I, CDKN2, CMM2, INK4, INK4A, MLM, MTS-1, MTS1, P14, P14ARF, P16, P16-INK4A, P16INK4, P16INK4A, P19, P19ARF, TP16, inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2A, inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2A, genes, p16, ARF.
Identificaciones externasOMIM : 600160; MGI : 104738; HomoloGene : 55430; Tarjetas genéticas : CDKN2A; OMA :CDKN2A - ortólogos
Ortólogos
EspeciesHumanoRatón
Entre

1029

12578

Conjunto

ENSG00000147889

ENSMUSG00000044303

Protección unificada

P42771
Q8N726

P51480
Q64364

RefSeq (ARNm)

Número de serie 001040654 Número de
serie 009877

RefSeq (proteína)

NP_001035744
NP_034007
NP_034007.1

Ubicación (UCSC)Crónica 9: 21.97 – 22 MbCrónicas 4: 89.19 – 89.21 Mb
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Wikidatos
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Extremo N del inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2a p19Arf
Estructura de la solución de los 37 aminoácidos n-terminales de la proteína supresora de tumores arf de ratón
Identificadores
SímboloP19Arf_N
PfamPF07392
InterprofesionalIPR010868
SCOP21hn3 / ALCANCE / SUPFAM
Estructuras de proteínas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
APPDB RCSB; PDBj
PDBsumaResumen de la estructura

p16 (también conocido como p16 INK4a , inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2A , CDKN2A , supresor tumoral múltiple 1 y numerosos otros sinónimos), es una proteína que ralentiza la división celular al ralentizar la progresión del ciclo celular desde la fase G1 a la fase S , actuando así como un supresor tumoral . Está codificado por el gen CDKN2A . Una deleción (la omisión de una parte de la secuencia de ADN durante la replicación) en este gen puede dar como resultado una p16 insuficiente o no funcional, acelerando el ciclo celular y dando lugar a muchos tipos de cáncer. [5] [6] [7]

p16 se puede utilizar como biomarcador para mejorar la precisión diagnóstica histológica de la neoplasia intraepitelial cervical (CIN) de grado 3. p16 también está implicado en la prevención del melanoma , el carcinoma de células escamosas orofaríngeo , el cáncer de cuello uterino , el cáncer de vulva y el cáncer de esófago .

p16 fue descubierto en 1993. Es una proteína con 148 aminoácidos y un peso molecular de 16 kDa que comprende cuatro repeticiones de anquirina . [8] El nombre de p16 se deriva de su peso molecular , y el nombre alternativo p16 INK4a se refiere a su papel en la inhibición de la quinasa dependiente de ciclina CDK4. [8]

Nomenclatura

p16 también se conoce como:

  • p16 TINTA4A
  • p16 Tinta4
  • Inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2A (CDKN2A)
  • CDKN2
  • Inhibidor de CDK 4
  • Supresor de tumores múltiples tipo 1 (MTS1)
  • TP16
  • IRA
  • MLM
  • P14

Gene

En los seres humanos, p16 está codificado por el gen CDKN2A , ubicado en el cromosoma 9 (9p21.3). Este gen genera varias variantes de transcripción que difieren en sus primeros exones . Se han informado al menos tres variantes empalmadas alternativamente que codifican proteínas distintas, dos de las cuales codifican isoformas estructuralmente relacionadas que se sabe que funcionan como inhibidores de CDK4 . La transcripción restante incluye un exón 1 alternativo ubicado 20 kb aguas arriba del resto del gen; esta transcripción contiene un marco de lectura abierto alternativo (ARF) que especifica una proteína que no está relacionada estructuralmente con los productos de las otras variantes. [9] El producto ARF funciona como un estabilizador de la proteína supresora de tumores p53 , ya que puede interactuar con y secuestrar MDM2 , una proteína responsable de la degradación de p53. [10] [11] A pesar de sus diferencias estructurales y funcionales, las isoformas del inhibidor de CDK y el producto ARF codificado por este gen, a través de las funciones reguladoras de CDK4 y p53 en la progresión G1 del ciclo celular , comparten una funcionalidad común en el control de la fase G1 del ciclo celular. Este gen se muta o elimina con frecuencia en una amplia variedad de tumores y se sabe que es un importante gen supresor de tumores. [5]

Cuando los organismos envejecen, la expresión de p16 aumenta para reducir la proliferación de células madre . [12] Esta reducción en la división y producción de células madre protege contra el cáncer al tiempo que aumenta los riesgos asociados con la senescencia celular .

Función

p16 es un inhibidor de las quinasas dependientes de ciclina (CDK). Ralentiza el ciclo celular al impedir la progresión de la fase G1 a la fase S. De lo contrario, CDK4/6 se une a la ciclina D y forma un complejo proteico activo que fosforila la proteína del retinoblastoma (pRB). Una vez fosforilada, la pRB se disocia del factor de transcripción E2F1 . Esto libera a E2F1 de su estado unido en el citoplasma y le permite entrar en el núcleo. Una vez en el núcleo, E2F1 promueve la transcripción de genes diana que son esenciales para la transición de la fase G1 a la fase S. [13] [14]

Esta vía conecta los procesos de oncogénesis tumoral y senescencia, fijándolos en extremos opuestos de un espectro. En un extremo, la hipermetilación, mutación o deleción de p16 conduce a la regulación negativa del gen y puede conducir al cáncer a través de la desregulación de la progresión del ciclo celular. Por el contrario, la activación de p16 a través de especies reactivas de oxígeno , daño del ADN o senescencia conduce a la acumulación de p16 en los tejidos y está implicada en el envejecimiento de las células. [13]

Regulación

La regulación de p16 es compleja e implica la interacción de varios factores de transcripción, así como varias proteínas involucradas en la modificación epigenética a través de la metilación y la represión de la región promotora. [13]

PRC1 y PRC2 son dos complejos proteicos que modifican la expresión de p16 a través de la interacción de varios factores de transcripción que ejecutan patrones de metilación que pueden reprimir la transcripción de p16. Estas vías se activan en la respuesta celular para reducir la senescencia. [15] [16]

Importancia clínica

Papel en la carcinogénesis

Las mutaciones que resultan en la eliminación o reducción de la función del gen CDKN2A están asociadas con un mayor riesgo de una amplia gama de cánceres, y las alteraciones del gen se observan con frecuencia en líneas celulares cancerosas . [17] [18] Algunos ejemplos incluyen:

El adenocarcinoma de páncreas a menudo se asocia con mutaciones en el gen CDKN2A. [19] [20] [21]

Los portadores de mutaciones de la línea germinal en CDKN2A tienen, además de un alto riesgo de melanoma, un mayor riesgo de cáncer de páncreas, pulmón, laringe y orofaringe. El tabaquismo aumenta la susceptibilidad de los portadores a estos cánceres no melanoma. [22]

Con frecuencia se encuentran deleciones homocigóticas de p16 en líneas celulares de cáncer de esófago y cáncer gástrico . [23]

Las mutaciones de la línea germinal en CDKN2A están asociadas con una mayor susceptibilidad a desarrollar cáncer de piel . [24]

La hipermetilación de los genes supresores de tumores se ha relacionado con varios tipos de cáncer. En 2013, un metanálisis reveló una mayor frecuencia de metilación del ADN del gen p16 en el cáncer de esófago. A medida que aumentaba el grado de diferenciación tumoral, también lo hacía la frecuencia de metilación del ADN del gen p16.

Las muestras de tejido del carcinoma escamocelular oral primario (OSCC) a menudo muestran hipermetilación en las regiones promotoras de p16. Las células cancerosas muestran un aumento significativo en la acumulación de metilación en las islas CpG en la región promotora de p16. Este cambio epigenético conduce a la pérdida de la función del gen supresor de tumores a través de dos posibles mecanismos: primero, la metilación puede inhibir físicamente la transcripción del gen, y segundo, la metilación puede conducir al reclutamiento de factores de transcripción que reprimen la transcripción. Ambos mecanismos causan el mismo resultado final: la regulación negativa de la expresión génica que conduce a niveles reducidos de la proteína p16. Se ha sugerido que este proceso es responsable del desarrollo de varias formas de cáncer y sirve como un proceso alternativo a la eliminación o mutación génica. [25] [26] [27] [28] [29] [30]

Se ha demostrado que la positividad de p16 tiene un pronóstico favorable en el carcinoma de células escamosas orofaríngeo. [31] En un análisis de ensayo retrospectivo de pacientes con cáncer orofaríngeo en estadio III y IV, se evaluó el estado del VPH y se encontró que las tasas de supervivencia general a 3 años fueron del 82,4 % (IC del 95 %, 77,2 a 87,6) en el subgrupo VPH positivo y del 57,1 % (IC del 95 %, 48,1 a 66,1) en el subgrupo VPH negativo, y las tasas de supervivencia libre de progresión a 3 años fueron del 73,7 % (IC del 95 %, 67,7 a 79,8) y del 43,4 % (IC del 95 %, 34,4 a 52,4), respectivamente. El estado de p16 es tan pronóstico que el sistema de estadificación del AJCC se ha revisado para incluir el estado de p16 en la estadificación del grupo de cáncer de células escamosas orofaríngeo. [32] Sin embargo, algunas personas pueden tener niveles elevados de p16 pero un resultado negativo en la prueba de VPH y viceversa. Esto se conoce como cáncer discordante. La supervivencia a 5 años para las personas que dan positivo en la prueba de VPH y p16 es del 81 %, para el cáncer discordante es del 53-55 % y del 40 % para las que dan negativo en la prueba de p16 y VPH. [33] [34]

Uso clínico

Biomarcador de tipos de cáncer

La expresión de p16 se utiliza como biomarcador pronóstico para ciertos tipos de cáncer. La razón de esto es que diferentes tipos de cáncer pueden tener diferentes efectos en la expresión de p16: los cánceres que sobreexpresan p16 generalmente son causados ​​por el virus del papiloma humano (VPH), mientras que los cánceres en los que p16 está regulado a la baja generalmente tendrán otras causas. Para pacientes con carcinoma de células escamosas orofaríngeo, el uso de inmunohistoquímica para detectar la presencia del biomarcador p16 ha demostrado ser el indicador más fuerte de la evolución de la enfermedad. La presencia del biomarcador se asocia con un pronóstico más favorable medido por la supervivencia específica del cáncer (CSS), la supervivencia libre de recurrencia (RFS), el control locoregional (LRC), así como otras mediciones. La aparición de hipermetilación de p16 también se está evaluando como un posible biomarcador pronóstico para el cáncer de próstata. [35] [36] [37]

p16 PESCADO

La eliminación de p16 detectada por FISH en proliferaciones mesoteliales epiteliales superficiales es predictiva de mesotelioma invasivo subyacente . [38]

inmunoquímica p16

Lesión intraepitelial escamosa de alto grado que muestra una fuerte tinción de p16
Para considerarse positivo, la inmunohistoquímica p16 debe mostrar una tinción en "bloque", que es una fuerte expresión nuclear y citoplasmática en un segmento continuo de células. [39]

A medida que aumenta el consenso sobre la fuerza de p16 como biomarcador para detectar y determinar pronósticos del cáncer, la inmunohistoquímica de p16 está adquiriendo cada vez mayor importancia. [13] [35] [40]

Cánceres ginecológicos

El p16 es un marcador inmunohistoquímico ampliamente utilizado en patología ginecológica. La expresión citoplasmática y nuclear intensa y difusa del p16 en carcinomas de células escamosas (CCE) del tracto genital femenino está fuertemente asociada con la infección por el virus del papiloma humano (VPH) de alto riesgo y las neoplasias de origen cervical. La mayoría de los CCE del cuello uterino expresan p16. Sin embargo, el p16 puede expresarse en otras neoplasias y en varios tejidos humanos normales. [41]

CSC de vejiga urinaria

Más de un tercio de los carcinomas de células escamosas de la vejiga urinaria expresan p16. Los carcinomas de células escamosas de la vejiga urinaria expresan p16 independientemente del género. La expresión inmunohistoquímica de p16 por sí sola no puede utilizarse para discriminar entre los carcinomas de células escamosas que surgen del cuello uterino y los que surgen de la vejiga urinaria. [41]

Papel en la senescencia celular

Las concentraciones de p16INK4a aumentan drásticamente a medida que el tejido envejece. p16INK4a, junto con la beta-galactosidasa asociada a la senescencia , se considera un biomarcador de la senescencia celular . [42] Por lo tanto, p16INK4a podría usarse potencialmente como un análisis de sangre que mide qué tan rápido envejecen los tejidos del cuerpo a nivel molecular. [43] Cabe destacar que una encuesta reciente sobre la senescencia celular inducida por múltiples tratamientos a varias líneas celulares no identifica a p16 como perteneciente a una "firma central" de marcadores de senescencia. [44]

Se ha utilizado como objetivo para retrasar algunos cambios del envejecimiento en ratones. [45]

Papel en la neurogénesis

El aumento de la expresión de p16INK4a durante el envejecimiento se asocia con funciones progenitoras reducidas de la zona subventricular, que genera a lo largo de la vida nuevas neuronas que migran al bulbo olfatorio, reduciendo así la neurogénesis olfativa. [46] La eliminación de p16INK4a no afecta a la neurogénesis en el otro nicho neurogénico adulto, el giro dentado del hipocampo. [46] Sin embargo, recientemente, se ha demostrado que p16INK4a protege del agotamiento después de un poderoso estímulo proneurogénico, es decir, correr, también a las células madre y progenitoras del giro dentado envejecido. [47] De hecho, después de la eliminación de p16INK4a, las células madre del giro dentado se activan en gran medida al correr, mientras que, en p16INK4a de tipo salvaje, las células madre del giro dentado no se ven afectadas por correr. [47] Por lo tanto, p16Ink4a desempeña un papel en el mantenimiento de las células madre del giro dentado después del estímulo, al mantener una reserva de su capacidad de autorrenovación durante el envejecimiento. Dado que el giro dentado desempeña un papel clave en la formación de la memoria espacial y contextual, p16INK4a está implicado en el mantenimiento de las funciones cognitivas durante el envejecimiento.

Descubrimiento

Los investigadores Manuel Serrano, Gregory J. Hannon y David Beach descubrieron p16 en 1993 y caracterizaron correctamente la proteína como un inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina.

Papel en la carcinogénesis

Desde su descubrimiento, la p16 ha adquirido importancia en el campo de la investigación del cáncer. Se sospechaba que la proteína estaba implicada en la carcinogénesis debido a la observación de que la mutación o deleción del gen estaba implicada en las líneas celulares de cáncer humano. La detección de la inactivación de p16 en el melanoma familiar proporcionó más pruebas. La deleción, mutación, hipermetilación o sobreexpresión de p16 se asocia ahora con varios tipos de cáncer. Es necesario investigar más si las mutaciones en p16 pueden considerarse mutaciones impulsoras. [17]

Interacciones

Se ha demostrado que p16 interactúa con:

Véase también

Referencias

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