La capacidad de explorar el entorno mediante los sentidos, esa interacción continua entre el organismo y su medio ambiente, supone una clara ventaja evolutiva que permite una adaptación idónea para preservar la integridad del organismo. Esta habilidad es el resultado de sistemas altamente especializados, capaces de reconocer, integrar, interpretar y responder a las distintas señales expresadas por el cuerpo a los estímulos del medio ambiente.
Los canales iónicos son proteínas especializadas que se encuentran en toda la extensión de la membrana celular. Estos canales son activados por diferentes estímulos (químicos o físicos), que permiten el movimiento rápido de iones (moléculas cargadas) de un lado a otro de la membrana y cambian la concentración de iones dentro y fuera de la célula. Este flujo de iones da como resultado la producción de señales eléctricas, las cuales se propagan hasta llegar a su célula objetivo donde se produce la respuesta fisiológica correspondiente.
En este sentido, la investigadora titular del Departamento de Neurociencia Cognitiva de la División de Neurociencias del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, Tamara Luti Rosenbaum Emir, enfoca su investigación en los canales iónicos TRP (Receptores de Potencial Transitorio), y en colaboración con sus estudiantes, ha logrado construir un canal TRPV1 mutante que se utiliza en los estudios de las relaciones entre la estructura y la función.
Dichos canales, explica Rosenbaum Emir, se encuentran clasificados en siete subfamilias: TRPA (anquirina), TRPC (clásicos o canónicos), TRPM (melastatina), TRPML (mucolipina), TRPP (policistina), TRPV (vanilloides), TRPN (presente únicamente en invertebrados sin mecanoreceptor), y hasta el momento se han identificado más de 25 miembros.
Ilustración 1. Rosasco MG, Gordon SE. Chapter 1:TRP Channels: What Do They Look Like? In: Emir TLR, editor. Neurobiology of TRP Channels. 2nd edition. CRC Press; 2017.
Los TRP se encuentran ubicados en diferentes líneas celulares como el sistema pulmonar (amarillo), cardiovascular (rojo), renal (púrpura), hígado (azul oscuro), sistema digestivo (azul claro), piel (rosa),sistema reproductivo (verde), y en el sistema nervioso central y periférico (naranja), en cada región cumplen con diferentes funciones, como el reconocimiento de la luz en moscas (fotosensación), el dolor y la mecanosensación, el gusto y la temperatura (termosensación).
En el caso de los TPRV1, que es uno de los más estudiados, éste desempeña funciones importantes en la transducción de estímulos nocivos como altas temperaturas (≥42°C), pH ácido extracelular, daño mecánico, estímulos químicos exógenos como capsaicina (sustancia activa del chile, género Capsicum), los isotiocianatos (sustancias que se encuentran en mostaza), la alicina (que se encuentra en el ajo y la cebolla), y compuestos endógenos como la anandamida y el ácido lisofosfatídico (que se liberan durante una lesión tisular, inflamación y procesos cancerosos). Cuando TRPV1 es activado por tales estímulos, las respuestas fisiológicas resultantes son dolor y/o picazón.
Rosenbaum Emir señala que han establecido una línea de investigación acerca de las relaciones entre la estructura y la función de los canales TRP, para determinar cómo y cuáles son las regiones que regulan la función de éstas.
La investigadora universitaria apunta que cuando estos canales se encuentran dañados (por una mutación en el gen que “codifica” para estas proteínas) provocan enfermedades importantes en humanos como:
- En TRPC3: Degeneración retiniana, conduce a la muerte de los fotorreceptores.
- En TRPP1: Enfermedad renal poliquística autosómica dominante, donde los síntomas son los quistes renales y el fallo renal.
- TRPML: Conduce a la mucolipidosis tipo IV, se caracteriza clínicamente por un retraso psicomotor y anomalías en la vista que incluyen opacidad de la córnea, degeneración retiniana o estrabismo.
- TRPV1: Dolor inflamatorio y neuropático.
Aunque también pueden ocurrir por fallas en el organismo, es decir, asociadas a otras enfermedades (en pacientes con diabetes, cáncer, infección por VIH, isquemia u otras) donde se liberan moléculas que provocan la activación de los canales TRP.
Por lo tanto, existe una investigación orientada hacia la identificación de inhibidores de la activación de los TRP.
En ese contexto, Rosenbaum Emir y su equipo han identificado que el colesterol y el ácido oleico reducen la probabilidad de que el canal se active. El conocer cómo interaccionan estos compuestos con el canal TRPV1 a nivel molecular y entender cómo afectan la actividad del canal, ayudará a producir otras sustancias que tendrán un gran valor terapéutico si pueden contrarrestar el dolor asociado con la activación de estas proteínas.
De hecho, existen muchos ejemplos de medicamentos que se usan para controlar afecciones cardíacas y de otros tipos, que se han generado a partir de estudios de ciencia básica en otros canales iónicos, para después diseñar dichos fármacos.
A medida que el campo avanza, los mecanismos se revelan con la esperanza de comprender las causas subyacentes del dolor y otras afecciones relacionadas con el mal funcionamiento de los canales TRP, para encontrar moléculas que modulen la activación de manera específica, y finalmente, controlar este estado patofisiológico.
Finalmente, la investigadora universitaria invita a todos los estudiantes interesados en el tema a colaborar en el laboratorio.