[ES] VRK1 es una serina treonina quinasa que fue caracterizada en 1997. VRK1, junto con VRK2 y VRK3, forma la familia de las case?n quinasas. VRK1 es principalmente nuclear y se expresa en todos los tejidos, especialmente en los m?s proliferativos. Esta quinasa est? compuesta por 396 amino?cidos. Su estructura se compone principalmente de un dominio quinasa en su regi?n N-terminal, en el que se encuentra el sitio catal?tico y el sitio de uni?n al ATP y una regi?n flexible en su regi?n C-terminal, la cual es susceptible a sufrir modificaciones que regulan la actividad de la quinasa. A lo largo de las ?ltimas d?cadas, se ha asociado a VRK1 con m?ltiples procesos imprescindibles para el correcto funcionamiento celular, entre los cuales se incluyen la respuesta a da?o g?nico, la remodelaci?n de la cromatina y la regulaci?n del ciclo celular. A su vez, se han descrito numerosas prote?nas que son dianas directas de VRK1, entre las que se incluyen factores de transcripci?n como p53, c-Jun, CREB y Sox2; prote?nas relacionadas con la respuesta a da?o g?nico como 53BP1, H2AX, NBS1 y Tip60; prote?nas implicadas en la remodelaci?n de la cromatina como las histonas H3 y H2A; y otras prote?nas nucleares como BANF1 y coilina. Asimismo, se ha relacionado la desregulaci?n del funcionamiento de VRK1 con diferentes patolog?as humanas. Por una parte, la sobreexpresi?n de la quinasa est? asociada al mal pron?stico de diferentes tipos de c?ncer como el de mama, h?gado, pulm?n y diferentes gliomas. Adem?s, en los ?ltimos 5 a?os, se han descrito 25 variantes patog?nicas de VRK1 cuyos pacientes que las sufren desarrollan enfermedades neurodegenerativas con diferentes cuadros cl?nicos como atrofia espinal muscular, esclerosis lateral amiotr?fica, neuropat?as motoras distales, microcefalia, hipoplasia ponto cerebelar y ataxia. Por todo ello, es este trabajo nos hemos centrado en elucidar diferentes funciones de VRK1 y proponer aplicaciones de su inhibici?n en tratamientos contra el c?ncer. Por una parte, nuestro primer objetivo ha sido estudiar el efecto de la deleci?n de VRK1 en la respuesta a da?o g?nico causada por temozolomida (TMZ) y olaparib en c?lulas de glioblastoma, as? como su implicaci?n en la muerte de c?lulas tumorales. Glioblastoma multiforme (GBM) se considera el tumor cerebral maligno m?s com?n. La supervivencia media de los pacientes que presentan GBM es de 12.6 meses con un 90% de mortalidad en los primeros 5 a?os. Actualmente, el tratamiento del GBM comprende cirug?a, quimioterapia con TMZ y radioterapia. Sin embargo, la proporci?n de pacientes que desarrollan resistencia al tratamiento debido a la r?pida reparaci?n del da?o que se produce en las c?lulas tumorales hace que su pron?stico sea muy grave. Por todo ello, en esta tesis doctoral hemos estudiado el efecto de la ausencia de la quinasa humana VRK1 en la acumulaci?n del da?o y en la respuesta de reparaci?n tras el tratamiento con TMZ y olaparib (un inhibidor de PARP-1 usado con sensitizante) en c?lulas de GBM. Para nuestros estudios hemos utilizado t?cnicas de inmunofluorescencia, WB, estudios de fosfoprote?mica y citometr?a de flujo. Hemos observado que, en ausencia de VRK1, se produce una acumulaci?n del da?o g?nico tras el tratamiento con TMZ y olaparib. Adem?s, hemos observado que, en ausencia de la quinasa, hay una alteraci?n en diferentes rutas de respuesta a da?o g?nico tras dichos tratamientos. Para analizar las consecuencias que la acumulaci?n del da?o y la desregulaci?n de la respuesta a da?o g?nico podr?a tener, hemos estudiado el efecto de la depleci?n de VRK1 sobre la muerte celular en c?lulas de GBM. Hemos observado que, en ausencia de VRK1 y tras los tratamientos con TMZ y olaparib, hay un incremento en la muerte de las c?lulas tumorales. Teniendo en cuenta estos resultados, proponemos la inhibici?n de VRK1 con f?rmacos espec?ficos para la desregulaci?n de la respuesta a da?o g?nico como tratamiento de GBM en una estrategia de letalidad sint?tica. Por otra parte, el segundo objetivo de este trabajo de tesis doctoral es el estudio de la funci?n de VRK1 en la remodelaci?n de la cromatina en respuesta a estr?s oxidativo. Las especies reactivas (principalmente especies reactivas de ox?geno o ROS)se producen en las c?lulas en circunstancias normales debido al metabolismo celular o por factores externos. La acumulaci?n de ROS por un mal funcionamiento de los procesos encargados de su regulaci?n da lugar a la producci?n de estr?s oxidativo en las c?lulas. La acumulaci?n de ROS produce la oxidaci?n de componentes celulares como el DNA, prote?nas y l?pidos, alterando la homeostasis celular. Por todo ello, la exposici?n prolongada a estr?s oxidativo est? asociada con el desarrollo de enfermedades humanas como el c?ncer o las enfermedades neurodegenerativas. Las c?lulas tumorales presentan un estr?s oxidativo cr?nico debido a su alto metabolismo. Este estado causa mutag?nesis y inestabilidad gen?mica. Numerosos tratamientos de c?ncer aprovechan para incrementar este estr?s oxidativo y dar lugar a la muerte de las c?lulas tumorales. En este trabajo estudiamos el papel de VRK1 en la respuesta temprana a estr?s oxidativo mediante la regulaci?n de la remodelaci?n de la cromatina. Para nuestros estudios hemos utilizado t?cnicas de inmunofluorescencia, WB, estudios de fosfoprote?mica y ensayos quinasa radiactivos. Primeramente, hemos observado una r?pida y transitoria activaci?n de VRK1 tras la exposici?n de c?lulas tumorales a per?xido de hidr?geno. Adem?s, hemos observado que, el tratamiento con per?xido de hidr?geno en ausencia de la quinasa produce una acumulaci?n de estr?s oxidativo y, como consecuencia, una acumulaci?n de da?o g?nico en c?lulas tumorales. Asimismo, hemos detectado una desregulaci?n en la fosforilaci?n de numerosas prote?nas implicadas en la remodelaci?n de la cromatina, as? como en las modificaciones post-traduccionales de histonas asociadas a las mismas. Por todo ello, nuestros resultados sugieren que VRK1 tiene un papel fundamental en la respuesta a estr?s oxidativo mediante la remodelaci?n de la cromatina. A su vez, su inhibici?n podr?a dar lugar a una acumulaci?n de estr?s oxidativo, lo que podr?a potenciar el efecto de f?rmacos que causan estr?s oxidativo como estrategia de tratamiento en diversos tipos de c?ncer.