Inhibición de la potenciación del receptor de glicina por etanol utilizando péptidos y moléculas pequeñas que se unen al dímero Gby en modelos in vitro e in vivo.

Abstract

Etanol es la droga de abuso más usada en el mundo y socialmente aceptada a dosis moderadas. Es bastante tóxica a altas dosis, produciendo depresión respiratoria y muerte. Los efectos que produce etanol en el sistema nervioso central (SNC) ha sido tema de estudio desde muchos años. Está bien establecido que etanol potencia la actividad del receptor de glicina (GlyR), lo que se ha asociado con la reducción en la coordinación motora y ritmo respiratorio presentada durante una intoxicación aguda por este alcohol, además de estar implicado en consumo voluntario y la búsqueda de etanol. Estudios previos de nuestro laboratorio han determinado que etanol ejerce sus efectos sobre el GlyR mediante un mecanismo que involucra a la subunidad bg de la proteína G, donde esta proteína interactúa directamente con aminoácidos básicos presentes en el loop intracelular (IL) del GlyR. En base a estos antecedentes, se propone que la interferencia de la interacción entre el dímero Gbg y el GlyR utilizando péptidos y moléculas pequeñas tendrá efectos sobre las alteraciones inducidas por etanol in vitro e in vivo. A partir de esto, en nuestro laboratorio se generó previamente un péptido, denominado RQHc7 (RFRRKRR), derivado de la región amino-terminal del IL del GlyR el cual es capaz de interferir con la interacción Gbg-GlyR e inhibir la potenciación por etanol del GlyR. En el presente trabajo se encontró que el péptido RQHc7 fue efectivo en modelos de transmisión sináptica, debido a que inhibió el aumento inducido por etanol de la constante de tiempo de decaimiento de las corrientes glicinérgicas en neuronas espinales en cultivo. Por otro lado, el péptido RQHc7 mostró selectividad, ya que no interfirió con la activación mediada por Gbg tanto de canales GIRK, como de PLCb2. A través de un screening virtual basado en la interacción del péptido RQHc7 con el dímero Gbg y utilizando una biblioteca de moléculas pequeñas (ZINC), se había identificado previamente un conjunto de compuestos con potencial farmacológico capaz de unirse a este sitio de unión en Gb. En el presente trabajo, mediante estudios de electrofisiología, se identificaron las moléculas M554 (un derivado indol) y M890 (un derivado urea), las cuales inhibieron la potenciación del GlyR por etanol en células HEK293 e inhibieron la potenciación por etanol de la constante de tiempo de decaimiento en corrientes glicinérgicas sinápticas en neuronas espinales en cultivo. Cuando se realizaron ensayos de comportamiento animal usando estos dos compuestos, se encontró que M554 fue capaz de revertir los efectos de altas dosis de etanol en ensayos de rotarod acelerado y ensayos de pérdida del reflejo de enderezamiento (LORR) en ratones C57BL/6J. Adicionalmente se demostró que M554 es capaz de elevar los niveles de dopamina en núcleo accumbens (nAc) de ratas Wistar a través de un mecanismo que involucra a los GlyRs. En resumen, los resultados de este estudio proporcionan información que puede ser útil en el diseño de moléculas terapéuticas para el tratamiento de las complicaciones derivadas de la intoxicación aguda y abuso por etanol.