endonucleasa de reparación de errores PMS2

PMS2 participa en la reparación de errores de apareamiento y posee actividad endonucleasa latente que depende de la integridad del motivo de unión meta en los homólogos de MutL. Como endonucleasa, PMS2 introduce muescas en una cadena de ADN discontinua. ^{[ 7 ]}

También se ha demostrado que PMS2 interactúa con p53 y p73 . En ausencia de p53, las células deficientes en PMS2 y las células con PMS2 funcional aún son capaces de detener el ciclo celular en el punto de control G2/M cuando se tratan con cisplatino . ^{[ 16 ]} Las células deficientes en p53 y PMS2 exhiben una mayor sensibilidad a los agentes anticancerígenos. PMS2 es un mediador protector de la supervivencia celular en células deficientes en p53 y modula las vías de respuesta al daño del ADN protectoras independientemente de p53. ^{[ 16 ]} PMS2 y MLH1 pueden proteger a las células de la muerte celular contrarrestando la apoptosis mediada por p73 de manera dependiente de la reparación de errores de emparejamiento. ^{[ 16 ]}

PMS2 puede interactuar con p73 para mejorar la apoptosis inducida por cisplatino al estabilizar p73. El cisplatino estimula la interacción entre PMS2 y p73, que depende de c-Abl. ^{[ 12 ]} El complejo MutLα puede funcionar como un adaptador para llevar p73 al sitio del ADN dañado y también actuar como un activador de p73, debido a la presencia de PMS2. ^{[ 12 ]} También puede ser posible que la sobreexpresión de PMS2 estimule la apoptosis en ausencia de MLH1 y en presencia de p73 y cisplatino debido a las acciones estabilizadoras de PMS2 sobre p73. ^{[ 12 ]} Tras el daño del ADN, p53 induce la detención del ciclo celular a través de la vía p21 /WAF e inicia la reparación mediante la expresión de MLH1 y PMS2. ^{[ 11 ]} El complejo MSH1/PMS2 actúa como un sensor de la extensión del daño al ADN e inicia la apoptosis estabilizando p73 si el daño es irreparable. ^{[ 11 ]} La pérdida de PMS2 no siempre conduce a la inestabilidad de MLH1, ya que también puede formar complejos con MLH3 y PMS1. ^{[ 17 ]}

PMS2 es un gen que codifica proteínas de reparación del ADN implicadas en la reparación de errores de apareamiento . El gen PMS2 se localiza en el cromosoma 7p22 y consta de 15 exones. El exón 11 del gen PMS2 contiene una repetición codificante de ocho adenosinas. ^{[ 18 ]}

El perfil genómico integral de 100 000 muestras de cáncer humano reveló que las mutaciones en el promotor PMS2 están significativamente asociadas con una alta carga mutacional tumoral (TMB), particularmente en el melanoma . ^{[ 19 ]} La TMB es un predictor fiable de si un paciente puede responder a la inmunoterapia contra el cáncer , donde una TMB alta se asocia con resultados de tratamiento más favorables. ^{[ 20 ]}

Las mutaciones heterocigotas en la línea germinal de genes de reparación de errores de emparejamiento del ADN, como el PMS2, dan lugar al síndrome de Lynch autosómico dominante. Solo el 2 % de las familias con síndrome de Lynch presentan mutaciones en el gen PMS2. ^{[ 21 ]} La edad de los pacientes al momento del primer diagnóstico del síndrome de Lynch asociado al PMS2 varía considerablemente, con un rango reportado de 23 a 77 años. ^{[ 22 ]}

En casos raros, un defecto homocigoto puede causar este síndrome. En tales casos, un niño hereda la mutación genética de ambos padres, y la condición se llama síndrome de Turcot o deficiencia constitucional de MMR (CMMR-D). ^{[ 23 ]} Hasta 2011, se han reportado 36 pacientes con tumores cerebrales debido a mutaciones germinales bialélicas de PMS2. ^{[ 23 ]} La herencia del síndrome de Turcot puede ser dominante o recesiva. Las mutaciones heterocigotas compuestas en PMS2 causan herencia recesiva del síndrome de Turcot. ^{[ 24 ]} 31 de 57 familias reportadas con CMMR-D tienen mutaciones germinales de PMS2. ^{[ 25 ]} 19 de 60 portadores de mutaciones homocigotas o heterocigotas compuestas de PMS2 tuvieron cáncer gastrointestinal o adenomas como primera manifestación de CMMR-D. ^{[ 25 ]} La presencia de pseudogenes puede confundir al identificar mutaciones en PMS2, lo que lleva a conclusiones falsas positivas sobre la presencia de PMS2 mutado. ^{[ 18 ]}

La sobreexpresión de PMS2 resulta en hipermutabilidad y tolerancia al daño del ADN. ^{[ 26 ]} La deficiencia de PMS2 también contribuye a la inestabilidad genética al permitir que las mutaciones se propaguen debido a la reducción de la función de MMR. ^{[ 26 ]} Se ha demostrado que los ratones PMS2-/- desarrollaron linfomas y sarcomas. También se ha demostrado que los ratones macho PMS2-/- son estériles, lo que indica que PMS2 puede tener un papel en la espermatogénesis. ^{[ 7 ]}

La proteína PMS2 se expresa generalmente en niveles elevados en los núcleos celulares de los enterocitos (células absorbentes) dentro de las criptas colónicas que recubren la superficie interna del colon (véase la imagen, panel A). La reparación del ADN, que implica una alta expresión de las proteínas PMS2, ERCC1 y ERCC4 (XPF), parece ser muy activa en las criptas colónicas del epitelio colónico normal, no neoplásico . En el caso de PMS2, el nivel de expresión en el epitelio colónico normal es alto en el 77 % al 100 % de las criptas. ^{[ 27 ]}

Las células se producen en la base de la cripta y migran hacia arriba a lo largo del eje de la cripta antes de desprenderse hacia la luz colónica días después. ^{[ 28 ]} Hay de 5 a 6 células madre en las bases de las criptas. ^{[ 28 ]} Si las células madre en la base de la cripta expresan PMS2, generalmente todos los miles de células de la cripta ^{[ 29 ]} también expresarán PMS2. Esto se indica por el color marrón que se observa por inmunotinción de PMS2 en la mayoría de los enterocitos en la cripta en el panel A de la imagen en esta sección. Una expresión similar de ERCC4 (XPF) y ERCC1 ocurre en los miles de enterocitos en cada cripta colónica del epitelio colónico normal.

La sección de tejido que se muestra en la imagen también se tiñó con hematoxilina para dar al ADN de los núcleos un color azul grisáceo. Los núcleos de las células de la lámina propia (células que se encuentran debajo y rodean las criptas epiteliales) muestran mayormente un color azul grisáceo de hematoxilina y presentan poca expresión de PMS2, ERCC1 o ERCC4 (XPF).

Aproximadamente el 88% de las células de origen epitelial en los cánceres de colon, y aproximadamente el 50% de las criptas del colon en el epitelio dentro de los 10  cm adyacentes a los cánceres (en los defectos de campo de los que probablemente surgieron los cánceres) tienen una expresión reducida o ausente de PMS2. ^{[ 27 ]}

Las deficiencias en PMS2 en el epitelio del colon parecen deberse principalmente a la represión epigenética . En tumores clasificados como deficientes y ausentes en la reparación de errores de emparejamiento, en la mayoría la expresión de PMS2 es deficiente debido a la falta de su pareja de emparejamiento MLH1 . ^{[ 30 ]} El emparejamiento de PMS2 con MLH1 se estabiliza. ^{[ 31 ]} La pérdida de MLH1 en cánceres esporádicos se debió al silenciamiento epigenético causado por la metilación del promotor en 65 de 66 casos. En 16 cánceres, Pms2 fue deficiente a pesar de la expresión de la proteína MLH1. De estos 16 casos, no se determinó la causa en 10, pero 6 tenían una mutación germinal heterocigota en Pms2, seguida de una probable pérdida de heterocigosidad en el tumor. Por lo tanto, solo 6 de 119 tumores que carecían de expresión de PMS2 (5%) se debieron a mutaciones de PMS2.

Cuando la expresión de PMS2 se reduce en las criptas colónicas en un defecto de campo, suele asociarse también con una expresión reducida de las enzimas de reparación del ADN ERCC1 y ERCC4 (XPF) (véanse las imágenes en esta sección). Una deficiencia de ERCC1 y/o ERCC4 (XPF) provocaría la acumulación de daño en el ADN. Este exceso de daño en el ADN suele conducir a la apoptosis. ^{[ 32 ]} Sin embargo, un defecto adicional en PMS2 puede inhibir esta apoptosis. ^{[ 33 ] [ 34 ]} Por lo tanto, es probable que se seleccione una deficiencia adicional en PMS2 ante el aumento del daño en el ADN cuando ERCC1 y/o ERCC4 (XPF) son deficientes. Cuando las células de ovario de hámster chino deficientes en ERCC1 se sometieron repetidamente a daño en el ADN, de cinco clones derivados de las células supervivientes, tres presentaban mutaciones en Pms2. ^{[ 35 ]}

Las células de ovario de hámster chino doble mutantes ERCC1 y PMS2, cuando se exponen a la luz ultravioleta (un agente que daña el ADN), mostraron una frecuencia de mutación 7375 veces mayor que las células de ovario de hámster chino de tipo silvestre , y una frecuencia de mutación 967 veces mayor que las células defectuosas en ERCC1, solamente. ^{[ 35 ]} Por lo tanto, la deficiencia de células colónicas en ERCC1 y PMS2 causa inestabilidad genómica . Se espera una situación genéticamente inestable similar para las células doblemente defectuosas para PMS2 y ERCC4 (XPF). Esta inestabilidad probablemente mejoraría la progresión al cáncer de colon al causar un fenotipo mutador, ^{[ 36 ]} y explicaría la presencia de las células doblemente deficientes en PMS2 y ERCC1 [o PMS2 y ERCC4 (XPF)] en defectos de campo asociados con el cáncer de colon. Como indicaron Harper y Elledge, ^{[ 37 ]} los defectos en la capacidad de responder y reparar adecuadamente el daño del ADN subyacen a muchas formas de cáncer.