Identificación de un nuevo receptor nicotínico mixto α7dupα7 y su papel fisiopatológico en la neurotransmisión y neuroinflamación

Resumen

El receptor nicotínico para la acetilcolina del subtipo 7 (7-nAChR) está ampliamente distribuido en células del sistema nervioso central (SNC), tanto neuronas como células gliales. Mientras que el receptor expresado por las neuronas modula la liberación de ciertos neurotransmisores (glutamato, dopamina y serotonina), el expresado por la microglía controla el exceso de inflamación cerebral en respuesta a un estímulo lesivo. En el genoma humano se ha identificado un nuevo gen híbrido (CHRFAM7A) resultante de la combinación del gen CHRNA7, que codifica para la subunidad nicotínica 7, y del gen FAM. Durante mucho tiempo fue desconocida la función de la subunidad nicotínica codificada por el gen híbrido, dup7. En 2011, nuestro grupo demostró, por primera vez, que el dup7 se comportaba como un dominante negativo de la actividad del 7-nAChR en un modelo de expresión heteróloga, los ovocitos de Xenopus. Este hallazgo fue corroborado en estudios posteriores realizados por otros grupos. Hasta la fecha, se desconoce cuál puede ser el papel fisiopatológico de dup7 en células de mamíferos, así como el mecanismo por el que se produce la interacción 7/dup7 o las consecuencias fisiopatológicas de dicha interacción. Polimorfismos del gen CHRFAM7A han sido asociados a ciertas enfermedades neuropsiquiátricas, como la depresión, la esquizofrenia, el Alzheimer o la demencia por cuerpos de Lewy. En la etiopatogenia de la depresión han sido propuestas varias teorías, una de las cuales propugna la existencia de una inflamación basal en el paciente con elevación de los niveles de citoquinas proinflamatorias. En base a todo lo anterior, el objetivo central de este trabajo ha sido evaluar si dup7 interacciona físicamente con la subunidad 7 formando un receptor pentamérico mixto, en líneas celulares de mamíferos de tipo neuroendocrino (GH4C1), inmune (RAW 264.7) y neuronal (SHSY5Y), así como dilucidar el papel fisiopatológico de dicha interacción en la neurotransmisión. Para el estudio funcional, se procedió a la obtención de clones con sobreexpresión estable de dup7 de células SH-SY5Y. Los principales hallazgos del presente trabajo demuestran que células de mamíferos, de diversa naturaleza, son capaces de formar un receptor nicotínico mixto con la subunidad 7 (7dup7-nAChR) en detrimento de la formación de 7- nAChR homoméricos. La consecuencia fisiológica de la incorporación de dup7 a la estructura pentamérica del nAChR es la reducción de la señal de [Ca2+]i y la neurosecreción mediada por el 7-nAChR. Dado el papel modulador de 7-nAChR en la liberación de neurotransmisores y su actividad antiinflamatoria, nos propusimos averiguar si los niveles de expresión de 7 y dup7 ARNm de células de sangre periférica de pacientes depresivos correlacionaban con la gravedad de la enfermedad y la respuesta al tratamiento farmacológico. Los resultados arrojaron una perfecta correlación inversa entre ambos marcadores, indicando que la expresión de 7 ARNm puede ser un buen marcador del curso evolutivo de la depresión. Más aún, nos preguntamos si fármacos antidepresivos con diferentes mecanismos de acción, podrían ejercer su efecto terapéutico a través de la regulación de la expresión de las diferentes subunidades nicotínicas, modulando de este modo, la neurosecreción y la neuroinflamación. Nuestros resultados revelan que determinados fármacos aumentan la expresión 7 ARNm en neuronas y/o microglía conduciendo a una mayor liberación de neurotransmisores y una disminución de la neuroinflamación, lo cual puede contribuir a la acción antidepresiva de dichos fármacos.