Estudio fisiológico de los efectos del litio sobre la cascada de señalización mediada por la fosfolipasa C en modelos neuronales

Abstract

Desde hace seis décadas el litio se utiliza como agente terapéutico para el trastorno bipolar. Sin embargo, sus mecanismos de acción a nivel celular no están completamente dilucidados; acercamientos bioquímicos sugieren que el litio podría actuar sobre la cascada de señalización de la fosfolipasa C (PLC). Recientemente reportamos que el litio modula la liberación intracelular de calcio mediada por dicha vía en células HEK. En el presente trabajo extendimos dichos estudios a un contexto neuronal - más relevante a la fisiopatología del litio –. Inicialmente, se identificaron mediante Inmunocitoquímica varios componentes de la vía de señalización: receptor M3-mAChR, PLCβ4, IP3R-I y PKC-γ. Luego utilizando indicadores fluorescentes, se evaluó el efecto del litio sobre la movilización de calcio inducida por activación de receptores M3-mAChR. Las corrientes de membrana resultantes de la activación de dicha vía y los efectos correspondientes del litio se registraron con la técnica del “patch-clamp”. Finalmente se buscó acotar los efectos del litio mediante la activación de la vía de señalización desde diferentes eslabones. Los resultados mostraron que la exposición a Litio en concentraciones cercanas a las terapéuticas produce una consistente potenciación tanto en la liberación de calcio como en las corrientes de membrana y sugieren que el efecto del litio podría ocurrir a nivel de la proteína Gq donde se han reportado previamente sitios de interacción con litio y una concomitante reducción en su tasa GTPasa. Estos resultados constituyen el primer reporte de efectos del litio sobre la respuesta eléctrica en una célula aisladas de origen neuronal (Texto tomado de la fuente).

For more than 60 years, lithium has been used as a therapeutic agent for bipolar disorder. However, its mechanism of action at the cellular level has not yet been elucidated. Biochemical evidence suggests that lithium could act via the phophoinositoid signaling pathway. Recently, our laboratory has shown that lithium modulates calcium intracellular release, mediated by the phospholipase C pathway, in HEK cells. This work extends those results to a neuronal context – a more relevant approach to lithium physiopathology-. Initially, Immunocytochemical assays were carried out to identify different components of the PLC pathway like: M3-mAChR, PLCβ4, IP3R-I y PKC-γ. Then we used fluorescent indicators, to evaluate the effects of lithium on calcium mobilization induced by pharmacological activation of the M3-mAChR receptor. The membrane currents resulting from the activation of this pathway and the corresponding lithium effects were recorded with the patch clamp technique. Moreover, lithium effects were examined at different steps within the signaling pathway to delimit its site of action. The results show that lithium exposure at near therapeutic concentrations, increase calcium signals and membrane currents and suggest that the effect of lithium may take place at the level of the Gq protein, which is known to display interaction sites for lithium and a concomitant reduction of its GTPase rate. These results constitute the first report of the effects of lithium on the electrical response of isolated cells of neuronal origin.