Receptores de somatostatina e internalización

Como indicamos, debido a la fuerte similitud estructural entre cortistatina y somatostatina, la cortistatina se une in vitro a los cinco subtipos conocidos de receptores de somatostatina (sst1-5 según la nomenclatura de la IUPHAR (Hoyer et al., 1995)) con igual afinidad (Criado et al., 1999; de Lecea et al., 1996; Fukusumi et al., 1997; Siehler et al., 1998). Distintos estudios han mostrado que la interacción de la somatostatina o sus análogos con los receptores de somatostatina suele provocar la internalización del complejo ligando-receptor induciendo una disminución de la respuesta del receptor gracias a un mecanismo conocido como desensibilización (Csaba & Dournaud, 2001; Olias et al., 2004; Tulipano & Schulz, 2007). Los receptores que pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G sufren este proceso de forma habitual. La internalización puede depender del tiempo de exposición, la concentración del ligando y la regulación por distintas rutas de señalización intracelular (Hofland & Lamberts, 2003). Tras la unión del ligando y la activación del receptor, la señalización asociada se interrumpe: primero, los receptores quinasa acoplados a proteínas G (GRK) fosforilan los dominios intracelulares del receptor y, más tarde, las arrestinas, proteínas citoplásmicas, interrumpen la unión entre el receptor y la proteína G heterotrimérica (Gnagey et al., 1999; Oakley et al., 2000). Este mecanismo suele ir seguido por la endocitosis o internalización del complejo receptor/ligando mediante vesículas recubiertas de clatrina, siendo esta molécula clave para la regulación negativa y resensibilización del receptor (Bohm et al., 1997; Koenig & Edwardson, 1997). Las β-arrestinas, que también sirven de proteínas de cargo, unen el receptor a los componentes de la maquinaria endocítica como AP-2 o clatrina (Pierce et al., 2001). Sin embargo, las arrestinas no median la endocitosis de todos los receptores acoplados a proteínas G (Zhang et al., 1996). Dentro del compartimento ácido endosomal, el ligando se disocia del receptor y este último se desfosforila por fosfatasas específicas permitiendo que el receptor sea reciclado de nuevo en la membrana plasmática (Shenoy & Lefkowitz, 2003; Shenoy et al., 2001).

No todos los subtipos de receptores de somatostatina internalizan de la misma forma tras la unión del agonista (Csaba & Dournaud, 2001; Olias et al., 2004; Tulipano & Schulz, 2007). En resumen, la internalización provocada por la presencia del agonista parece ser menos eficiente en el caso de sst1 según distintos experimentos realizados con células COS-7 y CHO-K1 transfectadas establemente con distintos subtipos de receptores de somatostatina humanos (Hofland & Lamberts, 2003). Muchos estudios muestran que las dos isoformas de sst2 sufren desensibilización e internalización tras la unión de un agonista en diversas líneas celulares y tejidos (Boudin et al., 2000; Csaba & Dournaud, 2001; Hipkin et al., 1997; Liu et al., 2005; Vanetti et al., 1993), pero no ocurre lo mismo en presencia de antagonistas de sst2 (Cescato et al., 2006).

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El grado de fosforilación del receptor parece ser relevante en el proceso de internalización: el receptor sst2 humano presente en tumores neuroendocrinos se encuentra preferentemente en la superficie celular si está desfosforilado (Liu et al., 2003). Cabe destacar que distintos estudios sugieren que el receptor sst2a no entra en la ruta de degradación y se recicla en la membrana plasmática (Tulipano & Schulz, 2007). El receptor sst3 de humano y rata, como el sst2, se internaliza de forma eficiente tras la estimulación del agonista aunque, a diferencia de sst2, sólo se recicla en pequeña cantidad (Hukovic et al., 1996; Roosterman et al., 1997; Roth et al., 1997). En el caso de sst5, la unión de las β-arrestinas podría ser menos estable (Cescato et al., 2006). Nuestros datos parecen indicar que la cortistatina fluorescente internaliza en los cultivos primarios de neuronas corticales. Este proceso se ve reducido de forma significativa en presencia de somatostatina indicando que la cortistatina se une a los receptores de somatostatina en estos cultivos neuronales y que el complejo ligando-receptor se internaliza en la célula.

Al margen de los receptores de somatostatina, el receptor secretagogo de la hormona de crecimiento (GHSR1a) (Deghenghi et al., 2001) y un receptor de la familia de los genes relacionados con el oncogén mas (MrgX2) (Robas et al., 2003) han sido propuestos como receptores selectivos de cortistatina. Por un lado, se ha demostrado que la cortistatina-14 y la - 17, pero no la somatostatina-14, se unen al receptor GHSR1a con afinidad similar a la grelina (Deghenghi et al., 2001). Sin embargo, el efecto de la cortistatina-14 no ha podido ser detectado cuando se inyectaba en ratas en las mismas condiciones en las que la grelina inhibe la secreción de ácido gástrico por activación de GHSR1a (Sibilia et al., 2006). La distribución cerebral del GHSR1a se centra en diversos núcleos hipotalámicos (Gnanapavan et al., 2002; Mitchell et al., 2001; Zigman et al., 2006). Por otro lado, el receptor humano MrgX2 acoplado a proteína G ha sido identificado como el primer receptor específico para cortistatina en humanos (Robas et al., 2003) y monos rhesus (Burstein et al., 2006). La cortistatina-14 y la -17, pero no la somatostatina- 14, se unen a MrgX2 con alta afinidad (Criado et al., 1999). MrgX2 se encuentra mayoritariamente en neuronas sensoriales (Siehler et al., 2007). También se expresa en: hipotálamo, pituitaria, tiroides, pulmón, tracto gastroenteropancreático, testículos y ovarios (Allia et al., 2005). Y se han detectado niveles moderados de MrgX2 en grupos de neuronas de CA2, CA3 y CA4 del hipocampo. El problema es que este receptor no se observa en la corteza cerebral, sugiriendo que otro receptor debe ser responsable del efecto de la cortistatina sobre el sueño, y tampoco se detecta un ortólogo de este receptor en roedores (de Lecea & Castano, 2006). Además, se ha demostrado que MrgX2 puede unirse con alta afinidad a otros péptidos in

vivo, como los péptidos proadrenomedulina amino-terminal (Kamohara et al., 2005). Estos

péptidos y la cortistatina parecen unirse al receptor MrgX2 en el mismo sitio gracias a un motivo estructural interno común centrado en torno a un octapéptido que alterna aminoácidos

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aromáticos y básicos (Nothacker et al., 2005). En definitiva, la relevancia funcional de ambos receptores en la corteza cerebral sigue siendo dudosa. De modo que, en esta tesis doctoral, decidimos limitar nuestro estudio a la presencia de receptores de somatostatina. Demostramos que las neuronas corticales murinas en cultivo expresan los cinco subtipos de receptores de somatostatina, siendo sst2 el más abundante, seguido por sst1 y sst4. Como ya se ha indicado, la unión de cortistatina a los receptores celulares provoca su internalización, de modo que parece improbable que el receptor sst1 medie este efecto puesto que está descrito que la tasa de internalización de este receptor es baja (Hofland & Lamberts, 2003). Dejando a un lado este receptor, nos centramos en los más abundantes: sst2 y sst4. Por último, cabe destacar que los receptores putativos de cortistatina podrían también encontrarse en la familia de receptores de somatostatina. Estudios preliminares del grupo del Dr. Castaño indican que la cortistatina se une con alta afinidad a una isoforma humana del receptor truncado de sst5 (de Lecea & Castano, 2006).