Expresión y distribución de los canales de potasio tipo girk en el cerebelo y en el complejo coclear de la vía auditiva

Resumen

Las moléculas de señalización son uno de los elementos más importantes para que tenga lugar la comunicación neuronal en el sistema nervioso. Entre dichas moléculas, cabe destacar a los canales iónicos, responsables directos de la excitabilidad neuronal. Entre los canales iónicos, los canales de potasio desempeñan un importante papel en el buen funcionamiento del sistema nervioso. Así, de entre más de cien subunidades clonadas, este Trabajo de Investigación se ha centrado en el estudio de cuatro subunidades que se engloban dentro de la subfamilia de canales Kir3 o GIRK. Los canales GIRK son de relevante importancia ya que se trata de canales de corrientes de potasio rectificadores de entrada, activados por porteínas G. Estos canales GIRK median la inhibición postsináptica lenta de muchos neurotransmisores en el sistema nervioso central. Son activados por el dímero beta-gamma de la proteína trimérica G tras la activación de receptores metabotrópicos, controlando así la excitabilidad neuronal y la transmisión sináptica. En la actualidad se dispone de poca información sobre los patrones de distribución y localización celular y subcelular de las diferentes subunidades GIRK en el cerebelo y en los núcleos cocleares. Para abordar esta cuestión, hemos empleado técnicas de biología molecular tales como el Western blot y co-inmunoprecipitación, técnicas inmunohistoquímicas de preinclusión con peroxidasa a nivel de microscopía óptica y convencional, técnicas de inmunofluorescencia a nivel de microscopía láser confocal y técnicas de microscopía electrónica de inmuno-oro previa a la inclusión. Mediante el uso de estas técnicas, hemos observado que las subunidades GIRK1, GIRK2 y GIRK3 se encuentran ampliamente distribuidas en el cerebelo y en alguno de los núcleos del complejo coclear. Además, empleando animales que carecen del gen que codifica para cada una de las subunidades GIRK, hemos demostrado la existencia de una regulación a la baja de las diferentes subunidades GIRK cuando una o varias de ellas no están presentes. El uso de las técnicas inmunohistoquímicas también nos ha permitido poner de manifiesto la existencia de, al menos, seis subtipos de canales GIRK en el cerebelo dependientes del tipo celular: canales homoméricos GIRK2 y canales heteroméricos GIRK2/GIRK4 en células Golgi; canales homoméricos GIRK3 en células estrelladas; canales heteroméricos GIRK1/GIRK3 en células en cesto; canales heteroméricos GIRK2/GIRK3 en células en cepillo; y canales heteroméricos GIRK1/GIRK2/GIRK3 en células de Purkinje, células grano y células de Lugaro. Estos resultados demuestran la existencia de una amplia diversidad molecular y celular de canales GIRK en el sistema nervioso, más amplia de lo pensado hasta el momento. Por otro lado, hemos constatado que el núcleo coclear dorsal es el que mayor inmunorreactividad presenta para todas las subunidades GIRK, excepto para la subunidad GIRK3 que se encuentra ausente en todos los núcleos del complejo coclear. Todo ello se correlaciona con la gran similitud existente entre los tipos celulares y la circuitería de dicho núcleo y del cerebelo. Finalemente, nuestros estudios de inmunofluorescencia de doble y triple marcaje con marcadores presinápticos, así como los llevados a cabo con técnicas de microscopía electrónica, nos han llevado a concluir que los canales GIRK no sólo se encuentran a niveles postsinápticos, sino también a niveles presinápticos en terminales axónicos, participando así en otras funciones como por ejemplo en el control de la liberación de neurotransmisores.