FARMACOLOGIA

 

TITULO : "Subtipos del Receptor GABAA: Disección de sus Funciones Farmacológicas."

AUTOR : Rudolph U, Crestani F, et al.

CITA : Trends in Pharmacological Sciences 22(4):188-194, Abr 2001.

REVISTA : [GABAA Receptor Subtypes: Dissecting their Pharmacological Functions]

MICRO : Los efectos sedante y ansiolítico de las benzodiazepinas son mediados por receptores GABAA con distinta composición de subunidades, por lo que se busca el desarrollo de fármacos que actúen específicamente sobre cada uno de estos subtipos de receptor.

 

RESUMEN

Introducción

El refuerzo de la inhibición neuronal por el ácido gamaaminobutírico (GABA) es una de las estrategias más poderosas para el tratamiento de enfermedades como trastornos de la ansiedad, alteraciones del sueño, espasmos musculares y convulsiones. Los receptores GABAA son blanco de muchas drogas de amplio uso clínico, incluyendo los ligandos del sitio de benzodiazepinas, los barbituratos y los anestésicos. Uno de los principales objetivos en neurofarmacología ha sido dirigir selectivamente las drogas hacia subtipos específicos del receptor GABAA para refinar el espectro terapéutico de los fármacos actualmente disponibles y reducir sus efectos adversos.

Los receptores GABAA, señalan los autores, son proteínas de membrana pentaméricas que funcionan como canales del cloro modulados por GABA. Estos receptores se distinguen claramente por sus subunidades, que en los mamíferos incluyen 7 clases distintas con múltiples variantes (a1 a a6, b1 a b3, g1 a g3, p1 a p3, delta, épsilon y tita). La mayoría de los receptores GABAA se componen de subunidades a, b y g.

Análisis de los receptores GABAA por la técnica de deleción genética (knockout)

Los receptores GABAA que contienen la subunidad a6 se expresan exclusivamente en las neuronas denominadas células granulares cerebelares. Los ratones genéticamente deficientes en a6 son más sensibles al deterioro que produce el diazepam sobre la función motora. En estos animales se observa también una pérdida postraduccional de la subunidad delta en las células granulares cerebelares, lo cual indica que esta subunidad se ensambla conjuntamente con la subunidad a6.

Sorpresivamente, los ratones muestran también una menor expresión de las subunidades a1 y b2 en el lóbulo frontal. Se ha postulado que esto se debe a la localización de sus genes junto con el de a6. Por lo tanto, deducen los expertos, el fenotipo conductual de los ratones deficientes en a6 podría reflejar la disminución de otros receptores. De modo que el fenotipo tendría escaso valor para el análisis in vivo de los distintos subtipos de receptor GABAA.  

La eliminación del gen que codifica para la subunidad b3 hace que la densidad de receptores GABAA en el cerebro de ratón sea la mitad de lo normal. Los pocos animales que sobreviven a esta deleción tienen diversos trastornos neurológicos -entre ellos, respuesta exagerada a los estímulos sensoriales, fuerte deterioro motor y convulsiones epilépticas-, los cuales se asemejan a los signos clínicos del síndrome de Angelman.

Desde el punto de vista farmacológico, el efecto inmovilizante del enflurano y el halotano se ven muy disminuidos. Los ratones con deficiencia de subunidad delta exhiben atenuación del tiempo de sueño luego de la administración de alfaxalona y pregnanolona; y no varían la respuesta al propofol, el etomidato, la ketamina y el midazolam.

La subunidad Þ2 tiene una variante larga cuyo ADN copia posee un exón adicional de 24 pares de bases que provee un sitio de fosforilación en la porción transmembrana de la subunidad. Cuando se elimina este exón del genoma, de manera que la única subunidad g2 producida sea la forma corta, los animales exhiben un comportamiento normal. El tiempo de sueño inducido por midazolam o zolpidem se halla levemente prolongado en estos ratones. Los ejemplares deficientes en las 2 formas de la subunidad g2 (larga y corta) carecen por completo de respuesta a benzodiazepinas.

La mayoría de los homocigotas para la subunidad g2 mueren en el período perinatal, y los que sobreviven muestran resistencia a los efectos sedantes del diazepam. En cambio, los ratones heterocigotas para la deleción de g2 se desarrollan y comportan normalmente.

Una de las limitaciones de la estrategia knockout, advierten los autores, consiste en que la mutación necesaria para la deleción genética puede producir cambios adaptativos durante el desarrollo y en la función neuronal. Esto impide sacar conclusiones no sesgadas acerca de la función de determinados subtipos de receptor GABA. Por otra parte, todos los knockout creados hasta el momento se han logrado con la inserción de un casete de resistencia a la neomicina en el gen mutado, lo cual podría afectar la expresión de los genes vecinos que codifican para otras subunidades del receptor GABAA.

Distinción de los subtipos de receptor mediante mutaciones puntuales

La mutación puntual implica el reemplazo de un único codón en el gen, con lo cual se cambia un aminoácido por otro, explican los autores. La gran mayoría de los receptores GABAA contiene un sitio de unión para diazepam y otras benzodiazepinas en la interfase entre la subunidad g2 y la subunidad a. En la zona involucrada en la unión a diazepam las subunidades a tienen un residuo de histidina conservado. Si se cambia la histidina por arginina el receptor se torna insensible al diazepam. Para explotar esa propiedad se introdujeron mutaciones puntuales en los genes que codifican para las subunidades a1, a2 y a3.

Notablemente, las mutaciones no alteraron la respuesta al GABA pero redujeron unas 300 veces la afinidad por el diazepam. Los ratones mutados no exhibieron ningún fenotipo distintivo aparente. En los animales con mutación en a1 el diazepam no produce sedación ni amnesia anterógrada. Todos los otros efectos del fármaco, incluyendo la acción ansiolítica, la relajación muscular y la potenciación del etanol, no se ven alterados por la mutación en a1. Existe gran interés en desarrollar ansiolíticos que carezcan de efectos sedantes. Por ello, es importante determinar si la actividad ansiolítica del diazepam puede ser atribuida a un subtipo particular de receptor GABAA. El efecto ansiolítico del diazepam no se ve afectado en los ratones con mutación puntual en la subunidad a3, pero desaparece por completo en los animales con mutación en a2. Por lo tanto, se considera que la actividad ansiolítica del fármaco es mediada por neuronas que expresan receptores GABAA que contienen la subunidad a2.

Dado que estos receptores constituyen sólo el 15% de los receptores GABAA sensibles a diazepam, se espera que los ligandos selectivos para los mismos tengan un perfil reducido de efectos adversos.

Ligandos del sitio de benzodiazepinas selectivos de subtipo

En el desarrollo de ansiolíticos de acción más selectiva y con menores efectos adversos, subrayan los autores, es fundamental evitar el desencadenamiento de respuestas en receptores que contienen la subunidad a1 en favor de los que contienen las subunidades a2, a3 o a5. Un ejemplo es el compuesto L838417, el cual no actúa sobre los receptores con subunidad a1 pero tiene actividad agonista parcial sobre los que contienen a2, a3 y a5. Los resultados obtenidos con este fármaco en las pruebas de comportamiento sustentan la hipótesis de que el efecto sedante de las benzodiazepinas es mediado por receptores con subunidad a1. Otro compuesto, denominado SL651498, tiene afinidad comparable por los receptores que contienen a1, a2 y a3, pero actúa como agonista parcial en el primer caso y como agonista total en los 2 últimos. Este fármaco tiene una potente actividad ansiolítica en los modelos animales. Estos ejemplos, concluyen los autores, ilustran los intentos actuales en la búsqueda de ligandos del sitio de benzodiazepinas que se unan a subtipos específicos del receptor GABAA.

 

Ref : INET , SAMET , FARMA , NEURO , PSIQ