Expresión y función mitocondrial del transportador de ácido ascórbico SVCT2.

Abstract

La mitocondria es la fuente principal de especies reactivas del oxígeno dentro de la célula, las que son generadas como productos secundarios del proceso normal de respiración celular. Estos agentes oxidantes pueden producir serios daños al genoma mitocondrial y las membranas del organelo, por lo que la presencia de antioxidantes como la vitamina C (ácido ascórbico) ayudan a mantener la integridad y el metabolismo de la mitocondria. No obstante, mientras el transporte de vitamina C ha sido ampliamente descrito a nivel de membrana plasmática, poco se conoce acerca de este fenómeno a nivel mitocondrial. Interesantemente, estudios realizados en distintos modelos celulares han reportado que el transportador de ácido ascórbico SVCT2 se distribuye principalmente a nivel intracelular, lo que concuerda con resultados previos de nuestro laboratorio indicando la localización mitocondrial de este transportador en diversas líneas celulares de cáncer de mama. Esta evidencia nos llevó a proponer que SVCT2, clásicamente descrito como un transportador de membrana plasmática que media la captación de ácido ascórbico desde el medio extracelular, podría estar jugando un papel importante a nivel mitocondrial. El objetivo de esta tesis fue estudiar la expresión y funcionalidad del transportador de ácido ascórbico SVCT2 en la mitocondria, utilizando como modelo la línea celular HEK-293. Ensayos de inmunofluorescencia y microscopía confocal mostraron una clara colocalización entre el transportador SVCT2 y varios marcadores mitocondriales. Esto fue confirmado por medio de ensayos fraccionamiento subcelular y western blot, donde se observa una marcada expresión de SVCT2 en la fracción mitocondrial purificada. Además, utilizando microscopía de súper resolución, purificación de mitocondrias y generación de mitoplastos, determinamos la localización submitocondrial específica de SVCT2, encontrando que el transportador es una proteína que se ubica en la membrana mitocondrial interna. Experimentos funcionales en mitocondrias aisladas revelaron que estos organelos son capaces de transportar eficientemente ácido ascórbico, captación que muestra propiedades cinéticas características de un transportador de baja afinidad. Ensayos de silenciamiento de la expresión de SVCT2 por medio de RNA interferente mostraron una marcada disminución en la expresión mitocondrial del transportador. Más importante aún, el silenciamiento de la expresión de SVCT2 se correlaciona con una notable disminución en el transporte de ácido ascórbico en mitocondrias aisladas. En conjunto, estos resultados nos permiten concluir que SVCT2 es el transportador responsable de la captación de ácido ascórbico mitocondrial en las células HEK-293. Adicionalmente, por medio de estudios de expresión endógena y sobreexpresión de transportadores, descartamos en estas células la presencia a nivel mitocondrial tanto de SVCT1 como de GLUT1 y GLUT10, previamente propuestos en literatura como transportadores mitocondriales de vitamina C. Por último, a través de ensayos de inmunofluorescencia, determinamos que SVCT2 se localiza a nivel mitocondrial en un gran número de líneas celulares humanas de distinto origen. Estos resultados nos permiten proponer que la localización mitocondrial del transportador SVCT2 es una propiedad que podría ser compartida entre diferentes células, tejidos y órganos.