Kv, modulation by polyunsaturated fatty acids. Functional study of a new Kv7.1 mutation associated to short QT syndrome

Resumen

Los canales de potasio dependientes de voltaje (Kv) son proteínas de membrana que se encuentran altamente moduladas en diversos procesos fisiológicos, y patológicos tales como la respuesta inmune y la función cardiaca. Los canales iónicos, y en particular los canales de potasio, juegan un papel esencial en la fisiología de los macrófagos. Se ha descrito que un incremento en la dieta de ácidos grasos poliinsaturados (AGPIs) posee propiedades antiinflamatorias. Es más, mediadores lipídicos derivados de AGPIs n-6 y n-3, como lipoxinas y resolvinas (cuya producción aumenta tras la ingesta de aspirina), han surgido como nuevos y potentes agentes que regulan la inflamación aguda promoviendo la resolución. En la presente Tesis Doctoral se estudió la modulación por lipoxinas de los canales Kv y Kir presentes en macrófagos derivados de médula ósea (MDMO) mediante la técnica de patch-clamp. El tratamiento agudo con e-LXA4 de MDMO estimulados con LPS disminuyó la corriente Kv, lo que es compatible con la atenuación de la respuesta inflamatoria. De manera más relevante, el pretratamiento con e-LXA4 de MDMO estimulados con LPS revertió los efectos producidos en las corrientes Kv y Kir, en los niveles de Ca2+ intracelular, disminuyó la actividad de NF-¿B e IKKß y protegió contra la apoptosis inducida por LPS. Estos efectos fueron mediados, al menos en parte, a través de la vía dependiente del receptor de lipoxinas (ALX). Este trabajo describe un nuevo mecanismo por el cual la e-LXA4 contribuye a la resolución de la inflamación que consiste en la prevención de los efectos del LPS sobre las corrientes Kv y Kir de MDMO. Además, se ha descrito que los AGPIs modifican la actividad eléctrica del corazón a través de la modulación de canales iónicos. En la presente Tesis Doctoral, se analizaron los efectos de la aplicación aguda y crónica de EPA y DHA en la corriente generada por Kv7.1/KCNE1 expresados transitoriamente en células COS7 mediante la técnica de patch-clamp, western blot y aislamiento de balsas lipídicas. En función del modo de administración, los AGPIs modificaron dicha corriente de manera diferencial. La perfusión aguda con EPA aumentó la magnitud de Kv7.1/KCNE1, enlenteció la cinética de activación y desplazó la curva de activación (CA) hacia la izquierda. Por el contrario, el EPA crónico no modificó la corriente Kv7.1/KCNE1 pero desplazó la CA en dirección opuesta. Además, EPA crónico disminuyó la expresión de Kv7.1 pero no de KCNE1, e indujo una redistribución de Kv7.1 en la membrana celular. Experimentos con metil-¿-ciclodextrina mostraron que la depleción de colesterol aumenta la magnitud de Kv7.1/KCNE1. En estas células, EPA ejerció efectos similares a los producidos tras su administración aguda, efectos que fueron revertidos tras el posterior lavado con solución libre de AGPI, sugiriendo una interacción directa con el canal. Por otro lado, mutaciones en canales iónicos cardiacos alteran la formación y propagación normal de los potenciales de acción, lo que puede generar la aparición de arritmias. El síndrome de QT corto es una nueva entidad clínica que se caracterizada por un acortamiento del intervalo QTc en el ECG y por una falta de adaptación durante el ejercicio. En la presente Tesis Doctoral, se caracterizó mediante la técnica de patch-clamp la nueva mutación F279I Kv7.1 encontrada en un varón de 23 años con un QTc de 356 ms con una historia clínica familiar de MSC. En ausencia de KCNE1, la corriente silvestre y F279I Kv7.1 exhibieron propiedades biofísicas similares. Sin embargo, el canal F279I Kv7.1 expresado en homo o heterozigosis con el canal silvestre y en presencia de KCNE1 mostró un pronunciado desplazamiento de la CA y una aceleración de la cinética de activación, permitiendo una ganancia de función en IKs. Se concluye, por tanto, que la mutación F279I provoca un aumento sustancial en la corriente de repolarización durante el PA debido a una modulación defectuosa de KCNE1 del ¿gating¿ de Kv7.1.