Los receptores acoplados a proteína G son el objetivo clave de una gran cantidad de fármacos. Los científicos de Würzburg ahora han podido mostrar con mayor precisión cómo actúan estos receptores en el interior de la célula.

El genoma humano codifica cientos de receptores acoplados a proteínas G (GPCR). Estos forman el grupo más grande de receptores a través de los cuales las hormonas y los neurotransmisores ejercen sus funciones en nuestras células. Por lo tanto, Son de suma importancia como objetivos farmacológicos:alrededor de la mitad de todos los medicamentos recetados actúan sobre estos receptores y, por lo tanto, los GPCR ayudan en el tratamiento de enfermedades generalizadas como la hipertensión. asma o Parkinson.

Por mucho tiempo, Los científicos estaban convencidos de que los GPCR se encuentran en la superficie celular y solo desde allí influyen en la actividad de la célula a través de la activación de varias cascadas de señalización intracelular. Esta creencia se ha visto sacudida por una serie de estudios recientes. Estos estudios sugieren que los GPCR también están activos en el interior de la célula. Los investigadores dirigidos por el profesor Davide Calebiro del Instituto de Farmacología y Toxicología y el Centro de Bioimagen de la Universidad de Würzburg han brindado ahora un apoyo importante a esta teoría. Los resultados de su trabajo se presentan en el número actual de la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

En términos simplificados, Los receptores acoplados a proteína G se encuentran en la membrana celular esperando que una hormona o neurotransmisor se una y, por lo tanto, los active. Luego, la señal se transmite dentro de la celda, principalmente a través de la producción de un segundo mensajero intracelular como el monofosfato de adenosina cíclico (cAMP corto). Este segundo mensajero, Sucesivamente, participa en la regulación de un gran número de funciones celulares, como la transcripción de genes y la división celular.

Los receptores también están activos en el interior de la célula.

"La primera indicación de que los GPCR también inician la producción de cAMP en el interior de la célula provino de dos estudios de receptores de hormonas proteicas típicas, "dice Davide Calebiro. Él y su equipo fueron responsables de uno de estos estudios; habían investigado un receptor importante para la producción de hormonas tiroideas, el llamado receptor de la hormona estimulante de la tiroides (TSH)". Esos estudios mostraron de forma independiente que los GPCR son capaces de inducir un segundo, fase persistente de producción de cAMP en el interior de la célula, "dijo Davide Calebiro. De hecho, se demostró que este fenómeno es "biológicamente relevante". Sin embargo, el mecanismo exacto era en gran parte desconocido.

Con su último estudio, los investigadores de la Universidad de Würzburg, junto con colegas de la Universidad de Birmingham, han logrado descifrar lo que sucede en el interior de la celda. Como actor principal, identificaron la red trans-Golgi (TGN), una red de túbulos y vesículas asociadas con el complejo de Golgi. Este es el compartimento celular donde las proteínas recién sintetizadas se clasifican en diferentes vesículas de transporte que las llevan a sus ubicaciones subcelulares finales. "Nuestros nuevos datos muestran que el TGN es una plataforma intracelular importante para la actividad de los receptores acoplados a proteína G, "dice Davide Calebiro. Según los científicos, su estudio revela un nuevo mecanismo que explica los efectos de la señalización de GPCR en el interior de la célula.

El mecanismo de señalización de GPCR en el interior de la celda.

El mecanismo recientemente descrito de señalización de GPCR dentro de las células tiroideas se puede recapitular de la siguiente manera:tras la unión de TSH, Los receptores de TSH son captados por las células (internalizados) y transportados a la red trans-Golgi. Allí, Los receptores inducen la producción de AMPc y activan otra enzima, la proteína quinasa A. Dado que estos eventos ocurren muy cerca del núcleo, donde se almacena la información genética de la célula, modifican la transcripción de genes.

"Este estudio representa un importante paso adelante, "afirma con confianza Davide Calebiro, ya que presenta un nuevo modelo capaz de explicar cómo funcionan los GPCR dentro de nuestras células. Estos nuevos resultados podrían "conducir al desarrollo de fármacos innovadores para una variedad de enfermedades humanas que se dirijan específicamente a la captación de receptores o su función en el TGN".