Estudio de homodímeros del receptor 5-HT2A de serotonina y sus mecanismos de aplicación en la farmacología de la esquizofrenia

Resumo

La esquizofrenia es una enfermedad mental crónica que afecta al 1% de la población mundial. Su etiología es desconocida aunque actualmente se asume que la esquizofrenia surge por la interacción de factores genéticos y ambientales. Su tratamiento farmacológico se basa en el empleo de antipsicóticos típicos o atípicos, con afinidad por diferentes receptores acoplados a proteínas G (GPCRs); destacando los antipsicóticos atípicos por su mayor afinidad por los receptores 5-HT2A de serotonina que por los D2 de dopamina. El receptor 5-HT2A de serotonina fue de los primeros en los que se describió el fenómeno de selectividad funcional donde distintos ligandos presentan diferentes eficacias y/o potencias en función de la vía de señalización estudiada. Aunque tradicionalmente los GPCRs se han considerado entidades monoméricas, actualmente se sabe que pueden formar dímeros u oligómeros de orden superior. Así, para el receptor 5-HT2A de serotonina se ha descrito la formación tanto de heterodímeros como de homodímeros, desconociéndose hasta el momento si la dimerización es esencial para su activación. Por ello, nuestra hipótesis se basa en que la homodimerización del receptor 5-HT2A de serotonina condiciona su activación y su selectividad funcional por antipsicóticos. El mecanismo de dicha activación implicaría, al menos parcialmente, la existencia de puentes disulfuro en los dominios extracelulares del receptor. En este trabajo se desarrolló y validó una metodología miniaturizada multiplex de medición simultánea de la activación de las vías de señalización fosfolipasa A2 (PLA2) y fosfolipasa C (PLC) a través del receptor 5-HT2A de serotonina, detectándose fenómenos de selectividad funcional y cooperatividad negativa. Para estudiar la unidad funcional mínima (monomérica u homodimérica) requerida para la activación de las vías de señalización PLA2 y PLC a través del receptor 5-HT2A de serotonina se siguió una aproximación farmacológica de inactivación-reactivación, comprobándose que era necesario activar los dos protómeros del dímero para su señalización presentando, además, comunicación alostérica entre ellos. Además, se caracterizó el efecto que produce la reducción de puentes disulfuro del receptor 5-HT2A de serotonina sobre la unión de ligandos, su función y naturaleza homodimérica del mismo. De este modo, se comprobó que el puente disulfuro entre la Cys148 (en el dominio transmembrana 3, TM3) y la Cys227 (en el loop extracelular 2, ECL-2) es determinante en la unión de la dietilamida del ácido lisérgico (LSD) y activación de la PLA2 y PLC por el receptor 5-HT2A de serotonina pero no para su naturaleza homodimérica. PALABRAS CLAVE receptor 5-HT2A de serotonina, fosfolipasa A2, fosfolipasa C, selectividad funcional, unidad funcional mínima, puentes disulfuro