Descifrando el rol fisiológico y la función molecular de nuevos receptores blancos de drogas antihelmínticas en el organismo modelo Caenorhabditis elegans

TURANI, O.; HERNANDO, G.S.; BOUZAT, C.B.

Reunión Virtual

Congreso; IX Congreso Iberoamericano de Ciencias Farmacéuticas de COIFFA en línea; 2021

Caenorhabditis elegans es un nematodo de vida libre utilizado como modelo de nematodo parásito. Posee una de las familias de receptores nicotínicos (nAChR) más extensa, sin embargo, la función molecular y los roles de muchos de estos receptores permanecen desconocidos. ACR-23 es un nAChR presente en neuronas y células musculares de nematodos y no esta conservado en vertebrados. Es un canal selectivo a cationes, activado por la betaina (BE) y sensible a la droga antihelmíntica monepantel (MNP) (Peden, 2013; Rufener, 2013). Teniendo en cuenta la limitada información sobre rol funcional de ACR-23 en nematodos, exploramos dicho receptor desde una perspectiva farmacológica, fisiológica y molecular. Metodología: las cepas utilizadas fueron PD4251: ccls4251;dpy-20(e1282) y RB2119: acr23(ok2804). Se realizaron diferentes ensayos comportamentales para evaluar la acción de drogas tales como locomoción en medio líquido, longitud relativa del cuerpo y ensayo de eclosión de huevos (Hernando G., 2019). Para realizar los registros electrofisiológicos de canal único se utilizaron células musculares de C. elegans correspondientes al estadio larval L1 (Christense M., 2002). Resultados: Mediante ensayos de locomoción se determinó que BE incrementa significativamente la movilidad de nematodos salvajes en estadio adulto. Estos efectos no se observaron en la cepa mutante acr-23(ok2804). MNP disminuyó la movilidad de los nematodos en estadio adulto de manera dependiente de la concentración con un EC50 de ~30 µM. Además, MNP generó parálisis tipo espástica e inhibición la eclosión de sus huevos. La cepa mutante acr-23(ok2804) mostró una sensibilidad diferente a MNP en comparación a la cepa salvaje. Mediante cultivo primario de células musculares de C. elegans se describió por primera vez las propiedades de los canales activados por BE. Estos poseen una amplitud de 2 pA aproximadamente y un tiempo de estado abierto de 0,3 ms. Conclusiones: BE incrementa la locomoción de C. elegans a través de receptor ACR-23. MNP presenta efectos antihelmínticos rápidos inhibiendo la locomoción de C. elegans y a largo plazo inhibiendo la eclosión de sus huevos. MNP actúa a través de ACR-23, sin embargo, otros receptores también podrían ser sus blancos moleculares. Se describieron por primera vez las propiedades de canales activados por BE. Este trabajo proporciona información sobre la base molecular de acción antihelmíntica y allana el camino para el desarrollo de nuevos fármacos. Referencias: Christensen M., Ana Estevez A., Yin X., Fox R., Morrison R., McDonnell M., Gleason C.; Miller III D.M., and Strange K. (2002). A Primary Culture System for Functional Analysis of C. elegans Neurons and Muscle Cells. Neuron. 33, 503?514. Hernando G., Turani O., Bouzat C. (2019). Caenorhabditis elegans muscle Cys-loop receptors as novel targets of terpenoids with potential anthelmintic activity. PLoS Negl Trop Dis 13(11):e0007895. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0007895. Peden A. S., Mac P., Fei Y., Castro C., Jiang G., Murfitt K.J., Miska E.A., Griffin J.L., Ganapathy V. & Jorgensen E.M. (2013). Betaine acts on a ligand-gated ion channel in the nervous system of the nematode C. elegans. Nature Neuroscience 16(12):1794-1801. Rufener L., Bedoni N., Baur R., Rey S., Glauser D.A., Bouvier J., Beech R., Sigel E., Puoti A. (2013). acr-23 Encodes a Monepantel-Sensitive Channel in Caenorhabditis elegans. PLoS Pathog 9(8):e1003524. doi:10.1371/journal.ppat.1003524