Mecanismo de fototraducción de la melanopsina en las células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles (ipRGC)

• Autores: Carlos Augusto Domínguez Solís, Jorge Alberto Pérez León
• Localización: Gaceta médica de México, ISSN 0016-3813, Vol. 151, Nº. 6, 2015, págs. 764-776
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Phototransduction mediated by melanopsin in intrinsically photosensitive retinal ganglion cells
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    La melanopsina, presente en las ipRGC, es una proteína de membrana unida al cromóforo 11-cis-retinal que le permite responder a la luz mediante la vía de transducción característica de los receptores acoplados a las proteínas G. La secuencia de aminoácidos del fotopigmento es más semejante a las opsinas de los invertebrados que a las de los vertebrados. El mecanismo de fototraducción de las opsinas en los conos y bastones de los vertebrados se basa en su acoplamiento a la proteína G transducina, desencadenando una cascada de señalización que hiperpolariza a la membrana plasmática; en cambio, los fotorreceptores de los invertebrados activan la ruta de la proteína Gq, desembocando en la despolarización. Los estudios para dilucidar la fototraducción por melanopsina en expresión heteróloga, en la retina y en las células aisladas, indican la activación de la proteína Gq y la fosfolipasa Cβ, y la participación de un canal iónico de la familia de los canales iónicos receptores de potencial transitorio canónico (TRPC).

    Las ipRGC forman el tracto retinohipotalámico, la aferencia retiniana al núcleo supraquiasmático (NSQ), lo que las convierte en responsables de fotosincronizar al regulador maestro de los ritmos circadianos. Revelar su mecanismo de fototraducción repercutiría en la terapéutica de los trastornos cronobiológicos, entre ellos algunos trastornos del ánimo. (Gac Med Mex.

    2015;151:764-76)

  • English

    Melanopsin is the most recent photopigment described. As all the other opsins, it attaches in the retina as chromophore. Its amino acid sequence resembles more invertebrate opsins than those of vertebrates. The signal transduction pathway of opsins in vertebrates is based on the coupling to the G protein transducin, triggering a signaling cascade that results in the hyperpolarization of the plasma membrane. On the contrary, the photoreceptors of invertebrates activate the Gq protein pathway, which leads to depolarizing responses. Phototransduction mediated by melanopsin leads to the depolarization of those cells where it is expressed, the intrinsically photosensitive retinal ganglion cells; the cellular messengers and the ion channel type(s) responsible for the cells´ response is still unclear. Studies to elucidate the signaling cascade of melanopsin in heterologous expression systems, in retina and isolated/cultured intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, have provided evidence for the involvement of protein Gq and phospholipase C together with the likely participation of an ion channel member of the transient receptor potential-canonical family, a transduction pathway similar to invertebrate photopigments, particularly Drosophila melanogaster. The intrinsically photosensitive retinal ganglion cells are the sole source of retinal inferences to the suprachiasmatic nucleus; thus, clarifying completely the melanopsin signaling pathway will impact the chronobiology field, including the clinical aspects. (Gac Med Mex. 2015;151:709-20) Corresponding author: Jorge Alberto Pérez León, alberto.perez@uacj.mx