Regulación del transportador de dopamina por agonistas parciales dopaminérgicos D2R/D3R y efecto de la expresión de Huntingtina mutada en la autofagia inducida por agonistas dopaminérgicos D2R/D3R

Resumen

Los receptores dopaminérgicos D2 (D2R) y D3 (D3R) se expresan tanto a nivel postsináptico como presináptico en el sistema mesoestriatal. A nivel presináptico actúan como sensores de la concentración de dopamina (DA) extracelular, regulando su síntesis, liberación y recaptación a través del transportador (DAT). Estudios de nuestro laboratorio han mostrado diferencias entre D2R y D3R en la regulación de DAT. Por otro lado, sabemos que los receptores dopaminérgicos pueden regular la autofagia y resultados recientes de nuestro grupo indican que la activación de D3R durante periodos cortos induce autofagia por un mecanismo dependiente de mTOR sin afectar a la síntesis de proteínas. Teniendo en cuenta: a) la reciente incorporación de agonistas parciales D2R/D3R en el tratamiento de la esquizofrenia y trastorno bipolar, y el papel de DAT en la regulación de los niveles de DA intra- y extracelular, y b) que D3R se expresa en neuronas dopaminérgicas mesoestriatales y medianas espinosas estriatales, dianas de la neurodegeneración en la enfermedad de Parkinson y enfermedad de Huntington, respectivamente, y por otro lado, el papel de la autofagia en las enfermedades neurodegenerativas, pero también los potenciales efectos deletéreos de la autofagia prolongada en la homeostasis celular, los objetivos de esta tesis han sido: 1) Estudiar si los agonistas parciales D2R/D3R regulan DAT y si lo hacen por mecanismos similares o diferentes a los agonistas totales, y 2) Establecer si las neuronas/células sanas responden de la misma forma a la activación prolongada de autofagia a través de D3R que las neuronas/células sometidas a estrés proteóstatico. El primer objetivo fue estudiado en células HEK-293 con transfección estable de D3R, D2R, D3R-DAT y DAT. El segundo objetivo fue estudiado en un modelo genético de enfermedad de Huntington (ratones R6/1) y sus hermanos sanos, y en células HEK-293 con transfección estable de D3R y transfección transitoria de Q23 y Q74, formas no-patógena y patógena de poliglutamina, respectivamente. Con respecto al objetivo 1, los resultados muestran que los dos agonistas parciales analizados regulan DAT a través de D3R y directamente a través del transportador. A concentraciones bajas (1-100 nM), los efectos son preferentemente como agonistas D3R, provocando el reclutamiento de DAT a la membrana y aumentando la recaptación de DA. A concentraciones más altas (1 µM) indujeron internalización de DAT y caída de la recaptación de DA mediante interacción directa con el transportador. Estos resultados indican que algunos efectos de los agonistas parciales D2R/D3R actualmente usados en clínica pueden ser debidos a sus acciones directas sobre DAT y que estos efectos pueden variar dependiendo de la dosis. Con respecto al objetivo 2, tras tratamiento prolongado, la inducción de autofagia fue transitoria en ratones sanos (6 días) y células D3R-HEK y Q23-D3R-HEK (4 horas), mientras que en ratones R6/1 y células Q74-D3R-HEK, la autofagia se mantuvo activa durante 28 días y 24 horas, respectivamente. Este efecto fue acompañado de una caída de la forma soluble de huntingtina mutada con aumento de los niveles estriatales de DARPP32 y mejoría de la actividad motora en ratones R6/1, y caída de los niveles de Q74 en células Q74-D3R-HEK. Además, la activación prolongada de autofagia en ratones R6/1 coincidió con activación/fosforilación de AMPK e inhibición/defosforilación de mTOR y p70S6K/RPS6KB, sin afectación de RPS6. Estos resultados indican que la autofagia se mantiene en R6/1 por mecanismos similares a los observados en la activación transitoria en ratones sanos, y que la inducción de autofagia a través de D3R puede ser una estrategia interesante en el tratamiento de la enfermedad de Huntington.