Mecanismos de regulación de canales de los cilios primarios

Abstract

El cilio primario (CP) es una organela inmóvil que protruye del centro de la mayoría de las células eucariotas. Considerado por mucho tiempo una organela de tipo vestigial, recientemente se ha encontrado una relación directa entre su morfología y la patogénesis de numerosas enfermedades ahora conocidas como ciliopatías, entre las que se encuentran la retinitis pigmentosa, las poliquistosis renales autosómica dominante (PQRAD) y recesiva (PQRAR) y el síndrome de Bardet Biedl. La PQRAD en particular es causada mayoritariamente por mutaciones en los genes PKD1 y PKD2, que codifican a las Policistinas 1 y 2 (PC1 y PC2), respectivamente. La PC2 es un canal permeable al Ca2+ de la superfamilia de los TRP, que ha sido extensamente estudiado por nuestro laboratorio. Estudios previos han determinado la importancia de la localización de la PC2 en el CP de las células epiteliales renales, donde cumpliría una función sensorial todavía desconocida. La PC2 está asociada a un aumento del Ca2+ intracelular, lo que no podría ser explicado por su expresión ciliar, sino por su presencia en la membrana plasmática. Sin embargo, al presente, no hay modelos experimentales de expresión endógena de PC2 que permitan estudiar tanto su permeabilidad al Ca2+, así como los mecanismos dependientes del mismo para regular dicha función. Por lo tanto, el objetivo principal de la presente tesis consistió en estudiar los mecanismos por los cuales el Ca2+ regula la función de PC2. Los estudios de esta tesis permitieron demostrar por primera vez la función de la PC2 endógena en la membrana plasmática de las células epiteliales renales, y su regulación por cambios en el Ca2+ extracelular. Demostramos que un aumento del Ca 2+ externo incrementa la conductancia de las células epiteliales renales LLC-PK1 que usamos como modelo experimental, la que es bloqueada por silenciamiento del gen PKD2. En el desarrollo de los estudios del presente trabajo, hemos podido también demostrar por primera vez, la presencia y función reguladora del Receptor Sensor de Calcio (CaSR) sobre el canal PC2, y determinar el papel que tendría la PC2 sobre la longitud ciliar, sugiriendo un mecanismo regulador mediado por Ca2+, cuya desregulación podría ser esencial en el inicio de la PQRAD.Dada la importancia de la PC2 en la regulación de la longitud ciliar se evaluó también el efecto del transporte de Ca2+ por la PC2 en la modulación de la misma. Inhibidores de la PC2 como el Amiloride y el LiCl dieron lugar a un aumento de la longitud ciliar, mientras que el alto Ca2+externo indujo una reducción de la misma. Dada la importancia del conocimiento sobre la posible función sensorial de la actividad del canal PC2 en señalizaciones mediadas por Ca2+, hemos considerado también su función en otros modelos celulares. De amplia importancia odontológica, es la reciente demostración de la presencia de canales tipo TRP, incluida la PC2, en el odontoblasto (Ob), una célula de reconocida función sensorial.Hemos establecido técnicas de enriquecimiento y mantenimiento de odontoblastos murinos en cultivo, y hemos podido determinar la abundante expresión de PC2 en distintos aspectos celulares de los odontoblastos de rata, y la obtención de mediciones electrofisiológicas de los mismos. Nuestros estudios en este campo, si bien preliminares, permitirán determinar la presencia funcional de este canal, y su regulación por Ca2+ en el Ob, lo que abrirá una nueva ventana de exploración sobre la fisiología sensorial del dolor dental, y el papel funcional que tienen los canales de la superfamilia de los TRP, en dicha función.