Bases moleculares de la activación del receptor nicotínico alfa7 por agentes antihelmínticos

BARTOS M; RAYES D; BOUZAT C

Villa Giardino, Córdoba

Taller; 7mo Taller Argentino de Neurociencias; 2005

SAN

La prevalencia global de infección por helmintos probablemente excede a cualquier otra infección. Se estima que un tercio de la población mundial alberga una infección con helmintos intestinales. Actualmente existen varios agentes quimioterápicos sintéticos para el tratamiento de estas parasitosis. La mayoría de ellos actúan sobre canales iónicos activados por ligandos. Los AChRs en músculo de nematodos son blancos para la terapia con antihelmínticos. La eficacia de estas drogas está basada en su habilidad por actuar como agonistas completos sobre los mismos. En estudios previos demostramos que en AChR muscular de mamíferos los agentes antihelmínticos levamisol y pirantel actúan como agonistas muy débiles. El AChR de los helmintos es más semejante al neuronal alfa7 que al muscular de mamíferos. En el presente trabajo estudiamos a nivel molecular la acción del levamisol y pirantel sobre receptores alfa7 utilizando como modelo el receptor quimérico alfa7-5HT3, el cual a diferencia del receptor neuronal alfa7 tiene alta expresión en células de mamífero. El levamisol y el pirantel son capaces de activar a este receptor. Sin embargo, sus potencias de activación difieren dramáticamente. Los canales únicos activados por levamisol aparecen esporádicamente y sólo a concentraciones mayores que 500 µM. Sus duraciones son 30 veces menores que las observadas con ACh. Además, no es posible detectar corrientes macroscópicas cuando se aplica levamisol. Ambos resultados sugieren que el levamisol es un agonista extremadamente débil de alfa7. Por el contrario, pirantel es capaz de activar al receptor a una concentración tan baja como 10 µM, menor que la requerida para detectar canales únicos en presencia de ACh. El tiempo de estado abierto es semejante al observado en presencia de ACh. Además, es posible observar corrientes macroscópicas de magnitud similar a las activadas por ACh. Ambos resultados revelan que el pirantel es un agonista más potente que ACh para receptores alfa7. El estudio a nivel de canal único demuestra que además de sus acciones agonistas ambos antihelmínticos actúan como bloqueadores de canal abierto, siendo las constantes de afinidad para el bloqueo de 1.45 mM y 7.5 mM para pirantel y levamisol, respectivamente. Para identificar los residuos involucrados en la selectividad diferencial de los antihelmínticos por diferentes subtipos de AChRs, realizamos mutaciones en sitios claves para la activación (G153, E187) pero que se encuentran diferencialmente conservados entre AChRs de mamíferos y nematodos. Además evaluamos la influencia de diversos aminoácidos en la posición G153 para determinar la base estructural de dicha selectividad. Las mutaciones en G153 aumentan la afinidad por agonistas. La eficacia del levamisol para activar al receptor neuronal aumenta significativamente cuando el residuo G153 es reemplazado por alanina. Los canales se activan a concentraciones menores y además los tiempos de aperturas son cinco veces mayores que los observados en el receptor salvaje. La magnitud del cambio no es tan marcado para pirantel, indicando que este residuo jugaría un rol fundamental en la unión del levamisol al receptor. Por el contrario no se observan cambios en la activación por levamisol y pirantel sobre el receptor alfa7 cuando se muta E187K. El conocimiento de la activación de los AChRs de nematodos y su comparación con los AChRs de mamíferos contribuirán al diseño de terapias más selectivas contra los parásitos y a comprender como éstos desarrollan resistencia a las drogas.