"El receptor de acetilcolina nicotínico y su entorno lipídico : estudios celulares y biofísicos"

Abstract

En la presente Tesis estudiamos diferentes aspectos de la interacción entre el receptor de acetilcolina nicotínico (AChR) y lípidos de la membrana, especialmente los esfingolípidos (SL) y el colesterol. En la primera sección estudiamos la participación de los SL sobre el tráfico hacia la membrana plasmática del AChR en un sistema de células no polarizadas de mamífero (células CHO-K1/A5). Demostramos que la inhibición de la biosíntesis de SL altera el transporte normal del AChR hacia la membrana plasmática y promueve su acumulación en el interior celular. Además, demostramos que los SL intervienen en estadios tempranos de la vía exocítica de esta proteína y que su déficit causa la retención y acumulación de receptores desensamblados en el retículo endoplasmático. Postulamos que los SLs tendrían una actividad similar a chaperonas proteicas, en calidad de chaperonas lipídicas, en el ensamblaje y tráfico del AChR. En el segundo capítulo estudiados la distribución y movilidad del AChR en la membrana plasmática de células CHO-K1/A5 y su relación con el colesterol. Determinamos que el AChR se encuentra distribuido en forma de pequeñas agrupaciones, en el orden de los 50 nm de diámetro, por lo cual denominamos a estas agrupaciones nano-agregados de AChR. La difusión del AChR en el plano de la membrana plasmática de las células CHO-K1/A5, comparable a la fracción móvil de AChRs de miotubos de rata, es dependiente del contenido de colesterol en la misma. La fracción de AChR móviles se reduce a la mitad cuando se elimina el colesterol de la membrana. Tanto interacciones directas del AChR con el colesterol, así como interacciones con el esqueleto cortinal de actina, participan en estos fenómenos. Los hallazgos presentados en esta Tesis contribuyen al conocimiento general de la modulación que ejercen los lípidos de las membranas biológicas sobre la biología celular del AChR.

In the present Thesis different aspects of the nicotinic acetylcholine receptor (AChR) and membrane lipids interactions were studied, especially sphingolipids (SL) and cholesterol. In the first section, the participation of SL on AChR trafficking to plasma membrane in a non-polarized mammalian cell system (CHO-K1/A5 cells) was analyzed. We demonstrate that the inhibition of SL biosynthesis impairs the normal transport of AChR to the plasma membrane and promotes its accumulation inside the cell. We further show that SLs intervene at an early stage of the exocytic pathway and that their depletion provokes the retention and accumulation of unassembled receptor in the endoplasmic reticulum. On the basis of these results we hypothesize that SLs display a chaperone-like activity, as lipid chaperones, in the assembly and trafficking of AChRs. In the second chapter, we studied the distribution and mobility of plasma membrane AChR in CHO-K1/A5 cells, and its relationship with cholesterol. We observed that the AChR is distributed in the form of small aggregates, having a diameter of 50 nm, whereby this clusters were called nano-aggregates of AChR. The diffusion of AChR in the plasma membrane plane of CHO-K1/A5 cells, comparable to AChR mobile fraction from rat myotubes, is dependent on cholesterol levels. The AChR mobile fraction was reduced to 50% when cholesterol was depleted from the plasma membrane. Direct interactions between AChR and cholesterol, as well interactions with the cortical actin skeleton, are involved in these phenomena. The results presented in this work contribute to general knowledge of lipid modulation on AChR cellular biology.