Interacciones funcionales y estructurales de las poliaminas con otras aminas biógenas y membranas biológicas

Resumen

La poliaminas (PA) derivadas de la ornitina, esto es, putrescina (Put) espermidina (Spd) y espermina (Spm), son policationes alifáticos que se encuentran presentes en prácticamente todos los seres vivos. Las PA son esenciales para el crecimiento y proliferación en células eucariotas. En los últimos años, el grupo de investigación del Dr. Rafael Peñafiel (Universidad de Murcia) ha realizado importantes progresos en el papel de AZIN2, un elemento regulador de los niveles de PA, trabajando con un modelo de ratón transgénico hipomórfico para el gen Azin2. Hemos generado mastocitos BMMCs a partir de ratones wild-type y de ratones transgénicos con expresión hipomórfica del gen Azin2, analizando los contenidos de PA, Hia y 5-HT, así como algunos elementos de sus metabolismos. En conjunto, nuestros resultados muestran, por primera vez, que un elemento del metabolismo de las poliaminas –AZIN2–, ampliamente descrito como exclusivamente relacionado con el control de las concentraciones de PA, está también involucrado en la regulación de la biosíntesis y los niveles de otras aminas,como son 5-HT e Hia. La espermidina/espermina N1-Acetiltransferasa (SSAT) es la enzima limitante en la interconversión de las PA. Una característica importante de la SSAT es que su expresión es relativamente baja, sin embargo, esta expresión puede ser inducida mediante el uso de análogos de Spm y compuestos naturales como el resveratrol. Se estudiaron en basófilos humanos purificados y en la línea celular de mastocitos humanos LAD2. Como resultado, en ambos tipos celulares los compuestos produjeron una inhibición de la liberación de Hia por desgranulaciónelicitada con IgE/anti-IgE. Se investigó la posibilidad de que una sobreexpresión de SSAT produjese variaciones en varias proteínas del metabolismo de las aminas biógenas. Como resultado, sólo HIF1α y TPH1 mostraron diferencias significativas, disminuyendo su expresión. Por último, se intentó determinar los niveles intra- y extracelulares de PA mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Desafortunadamente, sólo se pudieron detectar los niveles extracelulares de Hia, que disminuyeron en ambos tratamientos de manera independiente de IgE/anti-IgE. Futuros experimentos serán necesarios para elucidar los procesos moleculares por los que ambos compuestos inhiben el proceso de la desgranulación. Existen numerosas evidencias que llevan a pensar que las PA interaccionan con ácidos nucleicos y con membranas biológicas en conjunto. Se han llevado a cabo determinaciones biofísicas con PA, liposomas y ácidos nucleicos. Se han testado las interacciones de las PA con fosfolípidos cargados negativamente y con ácidos nucleicos. Las PA indujeron agregación de las vesículas lipídicas que contenían fosfolípidos acídicos y también de los ácidos nucleicos. La agregación se detectó utilizando métodos espectroscópicos y de microscopía de fluorescencia. Los complejos PA-liposoma fueron desagregados parcialmente cuando se añadieron ácidos nucleicos a la mezcla, indicando una competición de los lípidos y los ácidos nucleicos por las PA, en un fenómeno de equilibrio múltiple. Observaciones similares se obtuvieron cuando las vesículas estaban compuestas de ácido oleico y 1-decanol (proporción 1:1) en lugar de liposomas de fosfolípidos. Los datos aquí presentados podrían evocar posibles procesos de la evolución prebiótica, remitiendo a un sistema estable entre PA-membranas-ácidos nucleicos, en un modelo de funcionamiento in vitro acerca del posible origen de LUCA. En el otro extremo de la escala temporal, este sistema podría constituir una interesante herramienta en el desarrollo de distribución de fármacos a escala nanoscópica.