Materials and method

A pesar de que en un principio se pensó que los receptores acoplados a proteínas G actuaban siempre como monómeros, más tarde se demostró que estos receptores, incluyendo los receptores de somatostatina, interaccionan para formar dímeros e incluso entidades multiméricas que presentan un grado mayor de complejidad. La dimerización de los receptores parece ocurrir constitutivamente en el retículo endoplasmático justo después de la síntesis del receptor mediante un mecanismo todavía por precisar que probablemente implica chaperonas como la proteína de choque térmico 70 (Hsp70), la proteína que modifica la actividad del receptor (RAMP) o la 14-3-3 (Bulenger et al., 2005). La formación de dímeros podría ser un requisito para la localización sub-celular precisa del receptor (Bulenger et al., 2005).

El receptor sst2 es el receptor de somatostatina más abundante y también, el más estudiado en distintas líneas celulares. Combinando las técnicas de inmunoprecipitación y de FRET, se ha visto que el receptor humano sst2 transfectado en las líneas celulares CHO-K1 y HEK-293 forma homodímeros constitutivamente con una eficiencia en torno al 12% (Grant et al., 2004a). De igual forma, se ha demostrado la existencia de homodímeros del receptor sst2 en rata (Pfeiffer et al., 2001) y en cerdo (Duran-Prado et al., 2007). La respuesta de los dímeros de sst2 frente a la activación con somatostatina depende de la especie de origen del receptor: los dímeros de sst2 de rata no se ven afectados (Pfeiffer et al., 2001), en cambio, los de humano disminuyen de forma irreversible tras un tratamiento con somatostatina (Grant et al., 2004a) y los porcinos presentan una disminución reversible que tan sólo dura unos segundos (Duran- Prado et al., 2007). La homodimerización varía según el subtipo de receptor estudiado. En el

Implicaciones de la proteína tau y la cortistatina en la progresión de la enfermedad de Alzheimer

Discusión

97

caso del receptor humano sst5 y, en contra de lo habitual para los receptores acoplados a proteínas G, se sabe que sst5 no dimeriza de forma constitutiva tras su síntesis pero sí dimeriza e incluso oligomeriza en presencia de somatostatina, al contrario de lo que ocurre en el caso del receptor humano sst2 (Grant et al., 2004b). Diversos estudios usando técnicas de FRET, inmunoprecipitación y western blot muestran que sst1 se sintetiza en forma monomérica y que este estado no se altera por la unión del ligando (Grant et al., 2004b; Patel et al., 2002). La dinámica de dimerización de sst3 de rata en las transfecciones de las HEK-293 parece ser similar a la descrita en el caso de sst2 de rata (Pfeiffer et al., 2001).

Los procesos de heterodimerización entre los receptores de somatostatina adquieren cierta relevancia fisiológica si se tiene en cuenta que distintos subtipos de receptores de somatostatina suelen expresarse en el mismo tipo celular con relativa frecuencia (Kreienkamp, 1999; Patel, 1999). Se ha visto que los receptores de somatostatina pueden mostrar heterodimerización en combinaciones específicas aumentando la complejidad del sistema y este fenómeno puede modificar sus propiedades funcionales y de unión (Rocheville et al., 2000a; Rocheville et al., 2000b). Por ejemplo, el receptor humano sst5 es capaz de formar heterodímeros con sst1, pero no con sst4 (Grant et al., 2004b; Patel et al., 2002; Rocheville et al., 2000b). En el caso de los receptores humanos sst1 y sst5 transfectados en células CHO-K1, se observó que la formación de heterodímeros modifica las propiedades de internalización, siendo la internalización de sst1 más eficiente si está formando un heterodímero con sst5 (Rocheville et al., 2000b).

La heterodimerización en rata de sst2a y sst3 resulta en la formación de un complejo proteico que mantiene las propiedades de unión de sst2 pero pierde la afinidad de los ligandos y las funciones específicas de sst3 (Pfeiffer et al., 2001). Durante una incubación prolongada con somatostatina-14, el heterodímero sst2a-sst3 se desensibiliza más lentamente que los homodímeros de sst2a y de sst3 (Pfeiffer et al., 2001). En este estudio, el octreotide, un análogo de somatostatina que se une preferentemente a sst2, sst3 y sst5, no induce un aumento significativo en la fosforilación de la Ser262 de tau en los cultivos primarios de neuronas corticales. Este dato sugiere que la activación de sst2, sst3 y sst5 probablemente no sea suficiente como para incrementar la fosforilación de tau en la Ser262. Apoyando esta idea, mostramos que la cortistatina no afecta a la fosforilación de tau en la Ser262 en las células HEK-293 transfectadas de forma transitoria con el cDNA que codifica para tau y sst2. Por el contrario, la cortistatina promueve la fosforilación de tau en la Ser262 en las HEK-293 transfectadas de forma transitoria con tau, sst2 y sst4 sugiriendo que el efecto de la cortistatina sobre la fosforilación de tau está mediado a través de receptores heterodiméricos formados por sst2 y sst4.

Implicaciones de la proteína tau y la cortistatina en la progresión de la enfermedad de Alzheimer

Discusión

98

Por último, resulta importante destacar que los receptores de somatostatina no sólo interaccionan entre ellos sino que también pueden asociarse con otros receptores acoplados a proteínas G. Se ha demostrado que el receptor murino sst2a y el receptor opioide µ pueden heterodimerizar en las células HEK-293 (Pfeiffer et al., 2002). Esta interacción no parece afectar a sus propiedades de unión al ligando pero sí afecta a la co-internalización y desensibilización (Pfeiffer et al., 2002). Además, se mostró que el receptor humano sst5 y los receptores D2 pueden formar heterodímeros que influyen recíprocamente en su función (Rocheville et al., 2000a). La unión de un ligando a cualquiera de los dos receptores que forman el heterodímero produce una bajada en los niveles de AMPc mayor que en el caso de la activación de cualquiera de los receptores por separado (Rocheville et al., 2000a). La asociación dinámica entre los dos tipos de receptores puede inducirse al añadir dopamina o somatostatina. Ambos receptores co- localizan en la corteza cerebral, el estriado y el sistema límbico y la formación de heterodímeros con propiedades distintas a los homodímeros podría explicar las interacciones sinérgicas entre la dopamina y la somatostatina (Ferone et al., 2001; Izquierdo-Claros et al., 1997; Marzullo et al., 1999). Recientemente, se ha descrito que la presencia del ligando induce la interacción entre el receptor humano sst2 y D2 (Baragli et al., 2007). El heterodímero resultante presenta una mayor afinidad por la dopamina y sst2 muestra una mayor tasa endocítica (Baragli et al., 2007). Cabe destacar que la dimerización de los receptores se ha observado por el momento en sistemas recombinantes siendo necesaria la realización de experimentos en otro modelos (Siehler et al., 2007; Weckbecker et al., 2003).