Interacción molecular y funcional entre receptores de histamina h3 y de dopamina
- Autores: Carla Ferrada Maass
- Directores de la Tesis: Rafael Franco Fernandez (dir. tes.), Vicent Casadó Burillo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2008
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Andrés García Sevilla (presid.), Marçal Pastor Anglada (secret.), Joan Sallés Alvira (voc.), Jordi Ortiz de Pablo (voc.), Eduardo Tolosa Sarró (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La dimerización de GPCR ha sido recientemente demostrada en células vivas gracias al desarrollo de métodos biofísicos basados en la transferencia de energía de resonancia luminiscente o fluorescente, concretamente, experimentos de BRET y FRET. Se ha usado esta aproximación para caracterizar la interacción entre los receptores de histamina H3 y de dopamina D1 y D2 mediante BRET, observándose que existe señal de BRET positiva entre estos receptores, sugiriendo que H3-D1 y H3- D2 pueden formar un heterómero.
La modulación de la unión de agonistas al receptor D1 y D2 por activación de los receptores H3 implica una interacción intramembrana receptor-receptor que no involucra ninguna vía de señalización, pero si una modificación aiostérica de un receptor secundaria a la estimulación de un receptor adyacente, constituyendo una característica bioquímica común de un heterómero de receptores, así se ha demostrado la existencia de una interacción intramembrana H3-D1 y H3-D2 en la unión de ligandos, que refleja una modificación aiostérica de los receptores D1 y D2 consecuencia de la estimulación del receptor vecino, el receptor de histamina H3.
En células de neuroblastoma que coexpresan D1-H3 hay un cambio en el acoplamiento del receptor D1 de proteína G5 a proteína G,, a la cual está acoplado el receptor H3. De hecho, en presencia del receptor H3, el receptor D1 no está acoplado a proteína Gs, que activa la adenilato cicíasa, sino que se acopla a una proteína Gi que transduce la señal a través de la vía de la MAP quinasa. De este modo, en este modelo celular, la dopamina, vía el heterómero D1-H3, no es capaz de incrementar los niveles de AMPc, pero si puede desencadenar eventos mediados por Gi. Paralelamente, la señalización mediada por el receptor H3 en células que coexpresan los receptores D1 y H3, es por la activación de ERK1/2 y por modulación de los niveles de AMPc. Estos resultados están de acuerdo con la idea sugerida recientemente de que la estequiometría para la interacción entre la proteína G: receptor es 1:2. Estos resultados sugieren que la señal de D1 a través de la vía de la MAP quinasa está mediada por el receptor H3 en células que coexpresan ambos receptores, lo que indica que la activación de un GPCR se produce por una interacción dinámica entre las subunidades que forman el heterodímero. Por otra parte, en el heterómero D1-H3 la activación del receptor D1 o H3 es inhibida no sólo por el antagonista del receptor respectivo, sino también por el antagonista del otro receptor en el heterómero, lo que abre nuevas posibilidades terapéuticas para los antagonistas de GPCR, pues los cambios conformacionales inducidos por un antagonista dado son transmitidos a través del heterómero, siendo posible el bloqueo por un solo antagonista de una señal específica originada en el heterómero.
La interacción antagónica observada a nivel funcional entre H3-D1 en ratones reserpinizados, concuerda con los efectos opuestos de los receptores H3 y D1 sobre la adenilato ciciasa, por acoplamiento a proteína Gi y Gs, respectivamente, que predice la existencia de interacciones antagónicas entre ambos receptores en la neurona GABAérgica dinorfinérgica a nivel de segundos mensajeros, por lo tanto, esta interacción antagónica entre los receptores H3-D1 a nivel de segundos mensajeros, con su consecuente modulación de la función dinorfinérgica GABAérgica, debe ser mayoritariamente responsable de la interacción antagónica entre los receptores H3-D1 observada en ratones reserpinizados.
Por otra parte, entre tos receptores H3-D2 también se observó una interacción antagónica a nivel funcional en ratones reserpinizados, que se corresponde con la existencia de una interacción intramembrana antagónica entre estos receptores en tejido estriatal, por la cual la estimulación de H3 disminuye significativamente la capacidad de unión de un agonista al receptor D2, y este cross-taik negativo podría constituir un mecanismo relevante para explicar la interacción postsináptica negativa H3-D2 observada en el modelo de ratones reserpinizados. El conjunto de estos resultados sugiere que la potente interacción antagónica intramembrana entre heterómeros de tos receptores H3-D2 probablemente juega un papel modulador clave de la función de la neurona GABAérgica encefalinérgica.
Finalmente, el desarrollo del modelo de receptores diméricos permite el análisis de la unión de ligandos a receptores homodiméricos, que se ha utilizado para explicar la cooperatividad en la unión de agonistas al homodímero del receptor D1 de dopamina. La utilización de un modelo para receptores diméricos, pone de manifiesto que la unión de un antagonista del receptor D1 a uno de tos receptores del homodímero ejerce un fenómeno de modulación positiva en la unión de un agonista al segundo receptor del homodímero.
