El receptor nicotínico alfa 7 de macrófagos y la inflamaciónModulación endógena por dup alfa 7 y vías de señalización involucradas

Resumen

Los receptores nicotínicos neuronales para la acetilcolina del subtipo ¿7 (¿7 nAChR), se encuentran ampliamente distribuidos en SNC y periférico, así como en células de naturaleza no neuronal, como queratinocitos, astrocitos, linfocitos, microglía, monocitos y macrófagos. En neuronas, el ¿7 nAChR presináptico modula la liberación de numerosos neurotransmisores, mientras que aquél situado postsinápticamente induce impulsos excitatorios en la correspondiente neurona. Adicionalmente, la activación de este receptor se ha asociado a fenómenos de plasticidad neuronal y supervivencia celular en SNC, mientras que en células no neuronales dicha activación regula procesos relacionados con la migración, neo-angiogénesis, proliferación, muerte celular e inflamación. Las múltiples funciones asignadas al ¿7 nAChR permiten deducir que una deficitaria actividad y/o una reducida expresión del mismo hayan sido implicadas en la etiopatogenia de ciertas enfermedades como el Alzheimer, Parkinson, esquizofrenia, neoplasias o en aquellas que cursan con una excesiva respuesta inflamatoria/inmune. Todo lo anterior justifica nuestro interés por el estudio de mecanismos de modulación endógena de este subtipo de receptor, así como por la identificación de nuevas vías de señalización implicadas en alguna de sus funciones. En el año 2011, nuestro grupo demostró, por primera vez, el papel funcional del gen CHRFAM7A resultante de la duplicación parcial del gen CHRNA7 que codifica para la subunidad nicotínica ¿7. El gen duplicado, solo presente en el genoma humano, codifica para una nueva subunidad nicotínica (dup¿7) que actúa como regulador endógeno negativo de la actividad del ¿7 nAChR en ovocitos de Xenopus. Dada la gran homología entre las secuencias peptídicas de ¿7 y dup¿7, no existe actualmente ningún anticuerpo específico capaz de distinguir entre una u otra subunidad nicotínica. Esta limitación ha impedido conocer el mecanismo por el que dup¿7 ejerce su efecto sobre el ¿7 nAChR en ovocitos, así como si dicho efecto también se produce en células de mamíferos y, en caso afirmativo, cual es su posible repercusión funcional en células que expresan endógenamente ¿7 y dup¿7, como las neuronas o los macrófagos humanos. En esta tesis se ha tratado de dar respuesta a estas cuestiones mediante la preparación de diversas construcciones conteniendo los ADNc de ¿7 y dup¿7 marcados con diferentes epítopos o proteínas de fusión, utilizando para ello técnicas de ADN recombinante. Tras expresar estas construcciones en varias líneas celulares de mamíferos, se ha recurrido a utilizar una combinación de técnicas, incluyendo las de biología celular y molecular, bioquímicas, inmunocitoquímica y de microscopía confocal, con objeto de analizar la interacción de las subunidades nicotínicas expresadas. Nuestros resultados revelan que ambas subunidades interaccionan físicamente entre sí generando receptores mixtos ¿7/dup¿7 en la membrana celular así como en el RE. Más aún, nuestros resultados permiten constatar que la formación de estos receptores mixtos en la membrana de células inmunes transfectadas con dup¿7 tiene consecuencias funcionales; así, el efecto antiinflamatorio de nicotina observado tras la activación del ¿7 nAChR homomérico es parcialmente revertido cuando se trata del receptor mixto ¿7/dup¿7. Adicionalmente, en esta tesis se ha logrado identificar una nueva vía de señalización inducida por nicotina en macrófagos humanos. Esta vía, iniciada por la activación del ¿7 nAChR y la consiguiente señalización a través de JAK2/STAT3/PI3K, conduce a la sobreexpresión de la serina/treonina quinasa-M asociada al receptor de interleuquina-1 (IRAK-M), un regulador negativo de la respuesta inmune innata mediada por TLR. Nuestros datos demuestran que el incremento de expresión de IRAK-M está implicado en el efecto antiinflamatorio así como en la generación de un estado de ¿tolerancia¿ inducido por nicotina en macrófagos. Ambos efectos de nicotina sobre los macrófagos pueden explicar las diferencias de riesgo y evolución clínica observadas entre pacientes fumadores y no fumadores que sufren ciertas patologías infecciosas o inmunes.