Desarrollo de sondas para el estudio de los receptores acoplados a proteína Gaplicación al receptor serotoninérgico 5-HT1A

Resumen

Los receptores acoplados a proteína G (GPCRs) son proteínas que juegan un papelclave en la comunicación celular y en el área de la química médica. Sin embargo, en laactualidad, solo el 20% de los GPCRs están siendo explotados como dianas terapéuticas yaproximadamente un tercio son receptores huérfanos, de los que no se conoce su ligandoendógeno ni su función fisiológica. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevas herramientasque nos permitan profundizar en el estudio de estas proteínas en sistemas biológicos conrelevancia fisiológica. Dentro de la amplia familia de GPCRs, y como prueba de concepto, seha seleccionado el receptor serotoninérgico 5-HT1A por su gran interés desde el punto de vistaterapéutico, en patologías como ansiedad, depresión, Parkinson, isquemia cerebral y dolor; yse ha tomado como punto de partida la proteómica funcional debido al gran volumen deinformación que esta ha aportado en el campo de las enzimas. En este trabajo se han diseñadoy sintetizado sondas químicas dirigidas a la visualización y al estudio del estado deoligomerización del receptor 5-HT1A en sistemas nativos, así como a la identificación del panelde off-targets de ligandos de gran afinidad por el receptor, lo que puede contribuir a identificarnuevas dianas terapéuticas. Las sondas desarrolladas están basadas en ligandos delreceptor 5-HT1A previamente identificados en nuestro grupo de investigación y presentandiferentes subunidades de marcaje, tales como fluoróforos, biotina, benzofenona oalquino terminal. Las sondas de gran afinidad 9 y 17 basadas en el ligando UCM-2550funcionalizadas con el fluoróforo dansilo y con una subunidad de biotina respectivamente,han permitido la visualización directa del receptor humano 5-HT1A en célulastransfectadas. Además, la sonda biotinilada 19 derivada del ligando UCM-20910,selectiva frente a otros receptores de serotonina, ha mostrado su validez para lavisualización del receptor en neuronas de hipocampo de rata en cultivo primario comoejemplo de sistema nativo. Por otro lado, la sonda dual 64, basada en el ligando UCM-2550, marcada con benzofenona y biotina, se ha empleado en el desarrollo de unaplataforma proteómica dirigida a la identificación de nuevas dianas terapéuticas. Comoprueba de concepto se ha identificado el receptor 5-HT1A, así como otras proteínas degran potencial, tales como HSP60, cuya implicación en cáncer se ha descritorecientemente. En conjunto, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral constituyen losprimeros ejemplos de sondas químicas del receptor 5-HT1A y avalan su empleo en la búsquedade nuevas dianas terapéuticas.