Resumen de Determinantes moleculares de la interacción entre los canales cardiacos humanos nav 1.5 y kir 2.X
La corriente cardíaca de sodio (INa), generada por los canales Nav1.5, es la responsable de la entrada de Na+ que despolariza la membrana durante el potencial de acción (PA) regulando la excitabilidad y la propagación del impulso cardíaco. La corriente de salida de K+ con rectificación interna (IK1), generada por los canales Kir2.x, es la responsable de establecer el potencial de reposo, de modular la fase final de la repolarización y la duración del PA (DPA) en los miocitos cardíacos. La magnitud de la INa depende del potencial de reposo y de la DPA, por ello existe una relación funcional entre la INa y la IK1. Se ha demostrado que la expresión en la membrana de los canales Nav1.5 y Kir2.1 se modula de forma recíproca positiva, es decir el aumento de la expresión de Kir2.1 aumenta la expresión de Nav1.5 y viceversa. Se ha propuesto que la proteína de anclaje con dominios PDZ SAP97, a la cual se unen tanto Nav1.5 como Kir2.1, sería responsable de tal modulación.
En la presente Tesis Doctoral nos propusimos identificar los determinantes moleculares y las proteínas implicadas en la modulación recíproca entre Nav1.5 y Kir2.1. Además quisimos averiguar si también se produce modulación entre los canales Nav1.5 y los Kir2.2 y Kir2.3. Este hecho tiene una gran relevancia fisiológica, puesto que la IK1 ventricular es generada por Kir2.1/Kir2.2, mientras que Kir2.3 juega un papel predominante en la génesis de la IK1 auricular.
Los resultados han demostrado que la presencia de Nav1.5 también aumenta la corriente generada por Kir2.2 (IKir2.2) pero no la generada por homo- (IKir2.3) o heterotetrámeros en los que participan subunidades de Kir2.3. Kir2.1 y Nav1.5 se encuentran a una distancia menor a 40 nm en la membrana de los cardiomiocitos de rata, lo que sugiere que forman parte de un canalosoma común. El silenciamiento de la ¿1-sintrofina (proteína con dominio PDZ) pero no el de SAP97 en células de ovario de hámster chino abole la modulación positiva entre Kir2.1 y Nav1.5 y el silenciamiento de ¿1-sintrofina en miocitos ventriculares de rata disminuye tanto IK1 como INa. Los canales Nav1.5, Kir2.1, y Kir2.2, pero no Kir2.3, interaccionan con la ¿1-sintrofina a través de sus secuencias de unión a dominios PDZ C-terminales tal y como se demostró mediante experimentos de co-inmunoprecipitación y mutagénesis en miocitos de diversas especies y sistemas de transfección. De hecho, la interacción de los canales Nav1.5-Kir2.x con la ¿1-sintrofina y la modulación positiva depende de la presencia de una secuencia de unión a dominios PDZ del extremo C-terminal (SEI), que está presente en Kir2.1 y Kir2.2 pero no en los Kir2.3 (SAI). Como consecuencia, el aumento de la IK1 que ocurre en pacientes con fibrilación auricular crónica no se acompaña de un aumento de la INa registrada en los miocitos auriculares humanos disociados enzimáticamente de muestras de la orejuela. Los resultados demostraron por primera vez que los canales Nav1.5 se unen a la ¿1-sintrofina mediante dos secuencias de unión a dominios PDZ: una canónica localizada en el extremo C-terminal (SIV) y otra localizada en el dominio N-terminal (18-RESLA-22) que no tiene residuo carboxilo C-terminal libre (¿interna¿) y cuya serina en posición 20 es fundamental para la interacción. De hecho, el N-terminal del canal Nav1.5 (132 aa) (N-ter) ejerce per se un ¿efecto chaperona¿ aumentando la expresión Nav1.5, Kir2.1 y Kir2.2. Para ello el N-ter tiene que unirse a través del dominio PDZ en el que el residuo serina en posición 20 es crítico a la ¿1-sintrofina a la que tienen que unirse también los canales Nav1.5 y los Kir2.1/2.2.
Los resultados demuestran que la unión de Nav1.5 y Kir2.1/2.2 a través de los dominios de unión a PDZ a la ¿1-sintrofina es crítica para que se produzca la modulación recíproca positiva entre dichos canales y que la regulación entre la INa y la IK1, y por tanto de la excitabilidad y conducción cardíacas, es diferente en el tejido ventricular que en el auricular.
