Instituto Universitario de Biología Molecular

Fisiopatología de los transportadores de glicina en la

neurotransmisión glicinérgica: hiperplexia y dolor

Prof. Beatriz López-Corcuera. Profesora Titular. Departamento de Biología Molecular. UAM.

El grupo se dedica al estudio de los transportadores de glicina (GlyTs) dependientes de Na+ y Cl, que son moduladores esenciales de la neurotransmisión mediada por glicina en el sistema nervioso central. Estudiamos la fisiología y las patologías asociadas a la transmisión glicinérgica como son la hiperplexia y el dolor. La hiperplexia es un trastorno sensoriomotor poco frecuente provocado por la interrupción de la inhibición glicinérgica que puede tener graves consecuencias en los recién nacidos. En el defecto presináptico que causa la enfermedad, el transportador neuronal de glicina GlyT2 está alterado y no es funcional, lo que reduce patológicamente el contenido de glicina en las vesículas sinápticas por falta de aporte de glicina sináptica al terminal presináptico. Nuestro objetivo es identificar y analizar los mecanismos patogénicos de las mutaciones en el gen de GlyT2 humano (SLC6A5) encontradas en pacientes con hiperplexia. Estudiamos los efectos de las mutaciones sobre la estructura tridimensional, la biogénesis, el tráfico intracelular, la oligomerización, el interactoma y, finalmente, la función del transportador. Hemos generado y validado modelos 3D de estructura GlyTs basados ​​en el primer homólogo eucariota cristalizado. Mediante ensayos funcionales en células y proteoliposomas, hemos clasificado las 30 mutaciones en GlyT2 conocidas hasta el momento y hemos identificado mutantes deficientes en su plegamiento que pueden ser rescatados utilizando chaperonas químicas. Hemos localizado pequeñas moléculas y regiones en la estructura del transportador que modulan el plegamiento, el tráfico y la actividad. Esto permitirá desarrollar farmacoperonas específicas que puedan usarse como herramientas terapéuticas para la hiperplexia.

Recientemente, hemos encontrado la ubicación del tercer sitio de unión a sodio en GlyT2 que seguía siendo desconocido, y descrito un acoplamiento alostérico específico de este sitio con el sitio de unión al cloruro. Para ello, utilizamos datos in silico y experimentales obtenidos mediante análisis bioquímicos y electrofisiológicos de los mutantes en líneas celulares y oocitos de Xenopus laevis. Esta nueva información se trasladará al estudio de los mutantes de GlyT2 asociados a hiperplexia.

Un aspecto adicional de nuestra investigación se centra en el papel de los GlyTs en la percepción del dolor. GlyT2 juega un papel clave en la modulación de la señal nociceptiva en las interneuronas de la médula espinal. Hemos demostrado que muchos compuestos de señalización del dolor y los agonistas de los receptores P2X pro-nociceptivos regulan al alza la expresión en membrana plasmática y el transporte de GlyT2. Hemos demostrado que la activación de los receptores P2X2 y P2X3 afecta la neurotransmisión glicinérgica en las neuronas primarias de la médula espinal y modula a GlyT2. Las corrientes glicinérgicas espontáneas medidas mediante patch clamp son moduladas paralelamente a la liberación de glicina y su captación por GlyT2 en respuesta a agonistas del receptor P2X. Nuestros datos sugieren que el ajuste fino de GlyT2 afecta la conducción de la señal nociceptiva y nos alientan a explorar posibles moduladores de su actividad aplicables en analgesia.