Línea de Investigación:

Regulación de las claudinas en la hipertensión arterial por alto consumo de sal y por factores del medio (corticoesteroides, factor de crecimiento epidermal y ouabaína): patrones de señalización intracelular y procesos nucleares que activan, y el papel que juegan la autofagia, el factor de transcripción STAT3 y el proteasoma.

La concentración intersticial de Na⁺ está fuertemente regulada en mamíferos, particularmente por los epitelios renales. Estos tejidos reabsorben o secretan Na⁺ a través de las vías transcelular o paracelular. Esta última está constituida por las unión estrecha (UE), un tipo de unión intercelular compuesta principalmente por claudinas (CLDNs), la familia de proteínas transmembranales que forman los canales iónicos paracelulares. Los epitelios exhiben una selectividad y permeabilidad paracelular características, según el tipo de CLDNs que expresen. Así, el epitelio del túbulo contorneado proximal está especializado en la reabsorción de Na⁺ y expresa CLDN2, proteína que forma canales paracelulares de Na⁺, mientras que en el túbulo contorneado distal reabsorve Cl^-, expresa a la CLDN4 que forma canales paracelulares de Cl^- y una barrera al Na⁺. El grado de sellado de las uniones estrecha y, por lo tanto, la expresión de las CLDNs, se ajusta a las condiciones del medio. Por ejemplo, las ratas que consumen mucho NaCl, disminuyen la expresión de la CLDN2 en el túbulo contorneado proximal y aumentan la CLDN4 en el distal.

 

Los humanos hemos aumentado la ingesta de sal en los últimos siglos y, en consecuencia, la hipertensión arterial esencial que afecta a más de mil millones de personas en el mundo y al 31.5% de la población mexicana y que se asocia con un alto riesgo de eventos cardiovasculares, síndrome metabólico y fibrosis renal. El 45% de los pacientes con hipertensión esencial tienen elevados cardiotónicos esteroideos (CS) en plasma y orina, especialmente de ouabaína o una sustancia muy similar. La ouabain es el CS prototípico y hoy día se considera una hormona que regula la natriuresis, presión arterial y diferenciación celular. Ya demostramos que el factor de crecimiento epidérmico (EGF) y la ouabaína, regulan negativamente el CLDN2 en las células MDCK epiteliales de riñón canino, a través de la activación del receptor de EGF, las quinasas Src y ERK1/2 y el factor de transcripción STAT3. La vía transcelular es importantes para la hipertensión, pero se desconoce cómo participa la paracelular.

 

En nuestro laboratorio investigamos cómo se regulan las claudinas en respuesta a señales del medio y en condiciones patológicas.

 

Estudiamos cómo se regula CLDN2 en la hipertensión por alto consumo de sal y el papel que juega la activación de STAT3 en el proceso. Usamos células MDCK cultivadas, en las que sobreexpresamos a la proteína silvestre o a mutantes de los sitios de fosforilación o acetilación, o silenciamos a la silvestre y observamos si alteran la respuesta de las células MDCK a la ouabaína y/o al EGF, midiendo el contenido de CLDNs por inmunofluiorescencia e inmunoblot, y de sus mRNAs por PCR cuantitativa, el grado de sellado de la unión estrecha según se estima con la medicición de la resistencia eléctrica transepitelial, la permeabilidad paracelular por el flujo de trazadores paracelulares fluorescentes, y el grado de polaridad celular por inmunofluorescencia y microscopía confocal de marcadores de polaridad.

 

Investigamos la regulación transcripcional de la CLDN2 y CLDN4 en células MDCK. Nos preguntamos si el promotor contienen algún elemento sensible a ouabaína y/o EGF relacionado con STAT3 y si este mecanismo opera en el túbulo contorneado proximal de ratas hipertensas genéticamente o por alto consumo de sal.

 

Investigamos si el EGF o la ouabaína inducen control epigenético de la CLDN2 y la CLDN4, la autofagia de las CLDNs y si en el proceso de degradación de la CLDN2 participa de alguna forma el proteasoma.

 

Investigamos si la ouabaína induce patrones de activación espacio-temporal distintos según la concentración y si estos influencían la expresión de las claudinas y la función de la unión estrecha.

 

Investigamos si los corticosteroides (dexametasona) controlan la trancripción o sintesis de la CLDN4 y qué papel juega STAT3 en el proceso.

 

Para hacer estas investigaciones usamos, además, mediciones de iones por absorción atómica, mutación de genes, transfección de genes silvestres y mutados, silenciamiento de mensajeros, medición de la actividad trancripcional con genes reporteros e inducimos la hipertensión en ratas ofreciéndoles un alto consumo de sal.