Conexina-36 y su función en la célula β Implicación en la secreción de insulina

procesos multicelulares que permiten una rápida regulación hormonal necesaria para contra- rrestar los cambios metabólicos, particularmente con respecto a la regulación de la homeos- tasis de la glucosa. Por lo tanto, un control metabólico apropiado implica una fina coordina- ción de las funciones de la mayoría de los islotes que forman el páncreas, así como de las numerosas células (sobre todo las células β) que forman dichos islotes. Además, la coordina- ción entre células β está implicada en una variedad de mecanismos de comunicación célula- célula tanto directa como indirectamente [88].

Como se ha comentado anteriormente, se ha identificado a la Cx36 como la principal proteína implicada en la formación de los canales intercelulares que median la comunicación célula-célula en los islotes pancreáticos [94, 95] (figura 10).

Figura 10. Cx36 expresada en islotes pancreáticos de ratón. Detección inmunofluorescente de la Cx36 a

partir del marcaje con un anticuerpo anti-Cx36 (C-terminal) policlonal de conejo. (Life Technologies cat. No. 36- 4600).

Se ha descrito desde hace tiempo que las células β pancreáticas poseen muchas caracte- rísticas similares a las neuronas como por ejemplo, la expresión de algunas moléculas neuro- específicas como el GAD o el GLUT-2, la respuesta a glucosa, la estimulación por hormonas o su excitabilidad. Estas similitudes han sugerido la participación de los dominios “gap jun- ctions” formados por Cx36 en la funcionalidad de las células β al igual que en la células neu- ronales [89]. Sin embargo, aunque en neuronas sí que se ha comprobado la existencia de “hemicanales” funcionales que podrían estar implicados en la liberación de ATP y aminoáci- dos como el glutamato, no hay evidencia de que la Cx36 forme estos “hemicanales” en célu- las β [96], aunque en este tema son escasos los trabajos publicados que puedan dilucidar la existencia o no de este tipo de comunicación entre el interior y el exterior celular y su impli- cación en el mecanismo de secreción de insulina.

Diversos estudios han documentado que células β aisladas poseen una liberación de in- sulina basal incrementada, una pobre o nula respuesta a glucosa, una expresión basal dismi- nuida del gen de la insulina y una biosíntesis de pro-insulina también disminuida.El resta- blecimiento de los contactos entre células recuperaba parcialmente estas funciones [98, 99]. Similares conclusiones se observaron en islotes aislados expuestos a drogas bloqueantes de los canales formados por Cxs, los cuales volvieron a mostrar una alteración en la secreción de insulina inducida por glucosa que fue recuperada rápidamente después del lavado de la droga [100] (figura 11).

En un estudio realizado sobre ratones transgénicos knock out para el gen de la Cx36 [97], señalan que los islotes pancreáticos eran totalmente normales, pero sin embargo se caracteri- zaban por su carencia de “gap junctions” en las células β. Estas células no mostraban una sin- cronización intercelular normal del Ca2+ _{intracelular propia de la estimulación por glucosa en}

B

las células β que expresan la Cx36. Así, los islotes carentes de esta proteína tenían defectos en la liberación de insulina estimulada por glucosa y mostraban una liberación basal de insulina incrementada. Esta excesiva secreción basal de insulina la argumentaban por el hecho de que estas células desacopladas no podían ser inhibidas por células adyacentes mediante corrien- tes inhibitorias, evento que sí es observado en células acopladas de ratones control [101]. Sin embargo, en un trabajo más reciente se observa que esta secreción basal de insulina es similar en islotes de ratones KO-Cx36 y los ratones control [102], lo que podría sugerir futuros expe- rimentos que pudieran aclarar esta controversia.

Figura 11. Efecto de la Cx36 en la funcionalidad de las células β pancreáticas. (A) Propiedades de las

células β cuando existe un acoplamiento dependiente de Cx36. (B) La deleción de la Cx36 o el bloqueo de los

canales intercelulares conlleva alteraciones en la expresión y secreción de insulina, en la sincronización del Ca2+_,

en la difusión de señales y una disminución en la resistencia a condiciones citotóxicas, incluyendo la posible exposición de citoquinas diabetogénicas.

También se ha demostrado que un tipo de línea celular tumoral secretora de insulina (cé- lulas MIN6, similares a las células β pancreáticas) expresan espontáneamente la Cx36. En un ensayo de transfección con un RNA antisentido de la Cx36, se inhibió la expresión de la pro-

teína y se produjo una disminución de la respuesta a glucosa y a otros segretagogos, sugi- riendo un papel importante de la Cx36 en la modulación de la respuesta secretora. Además, en ensayos de oscilación del Ca2+ _{citosólico se demuestra que la Cx36 no es necesaria para la}

generación del Ca2+ _{en células individuales, pero sin embargo sí que es requerida para la}

sincronización de estas oscilaciones a través de toda la población de células β [103].

Por lo tanto, estos datos indicarían que las “gap junctions” formadas por estas conexinas podrían jugar un papel esencial en los mecanismos de control del acoplamiento entre el es- tímulo y la secreción inducida por glucosa y que la expresión de la Cx36 y la formación de los canales intercelulares debería ser un prerrequisito para una secreción óptima de insulina.

Además de la importancia de esta proteína en la modulación de la secreción de insulina, recientes observaciones han identificado señales dependientes de Cx36 que estarían implica- das en la protección de las células β contra diversos daños, como la apoptosis inducida por citoquinas en el comienzo de la autoinmunidad de los islotes propia de la diabetes tipo 1 [104]. Esto podría sugerir que la Cx36 podría además contribuir a la regulación de la masa celular, ya que se ha visto que el acoplamiento entre células está aumentado en periodos prenatales, condición asociada a un incremento en la proliferación celular y una reducción en la apoptosis [105].