Interacciones inhibidoras cruzadas entre los receptores Cys-Loop en neuronas mientéricas

Abstract

"El ácido y-aminobutírico (G (GABA), la acetilcolina (ACh) y la serotonina (5-HT) son conocidos por jugar una función importante como neurotransmisores por abrir directamente los receptores ionotrópicos GABAA, nACh y 5-HT3 en la membrana postsináptica. A estos se les conoce también como receptores activados por ligando y son parte de la superfamilia Cys-Loop. Varios miembros de esta superfamilia mantienen interacciones inhibidoras cruzadas con los receptores P2X. En este trabajo, caracterizamos las interacciones inhibidoras entre los receptores nativos GABAA y 5-HT3 y entre los receptores GABAA y nACh en neuronas mientéricas de intestino delgado de cobayo. Las corrientes de célula completa inducidas por la aplicación de altas concentraciones de GABA+ACh (IGABA+ACh) o de GABA+5-HT (IGABA+5-HT) indujeron corrientes menores que la suma de las corrientes individuales, lo cual reveló una oclusión de corriente. Esta oclusión es observada tan pronto como los receptores son activados y la IGABA+ACh o la IGABA+5-HT son llevadas a través de los receptores GABAA y nACh, o a través de los receptores GABAA y 5-HT3, respectivamente. La oclusión requiere de la activación máxima de al menos uno de estos receptores. Las propiedades farmacológicas y cinéticas de IGABA+5-HT o de IGABA+ACh indican que son llevadas a través de ambos receptores GABAA y 5-HT3 o de GABAA y nACh, respectivamente. 5-HT no afectó la IGABA en neuronas en las cuales: i) los receptores 5-HT3 no estaban presentes, ii) en presencia de tropisetron (un antagonista de los receptores 5-HT3), iii) después de desensibilizar el receptor 5-HT3 o iv) al potencial de inversiòn de I5-HT. Similarmente, GABA no afectó la corriente mediada por los receptores 5-HT3 en neuronas en las cuales: i) los receptores GABAA no estaban presentes, ii) en presencia de bicuculina (antagonista de los receptores GABAA), iii) después de desensibilizar el receptor GABAA, o iv) al potencial de inversión de IGABA. Hallazgos similares se encontraron para la oclusión entre IGABA + IACh, indicando que la oclusión requiere de la presencia de canales funcionales. La oclusión de corriente está aún presente en ausencia de Ca2+, cuando los experimentos se realizaron a baja temperatura (10-11ºC) y después de usar un inhibidor de cinasas (estaurosporina). Estos resultados son consistentes con el modelo de inhibición cruzada entre los receptores GABAA y 5-HT3 y entre los receptores GABAA y nACh. Nuestro estudio demuestra interacciones entre miembros de la familia Cys-Loop, lo cual podría sugerir la existencia de interacciones entre la misma clase de receptores iónicos activados por ligando (p.e. receptores nACh). Esta hipótesis podría implicar que este tipo de interacciones desempeñan un papel importante en la señalización neuronal de muchas sinapsis."

"Y-Aminobutyric acid (GABA), acetylcholine (ACh) and serotonin (5-HT) play an important function as neurotransmitters by directly activating GABAA, nACh and 5-HT3 receptors on the postsynaptic membrane. These receptors are ligand-gated channels and belong to the Cys-Loop superfamily. Various members of this superfamily of receptors maintain cross-inhibitory interactions with P2X receptors. We characterize the inhibitory interactions between native GABAA and 5-HT3 receptors and between GABAA and nACh receptors of myenteric neurons from the guinea-pig small intestine. Whole-cell currents induce by the application of high concentrations of GABA+ACh (IGABA+ACh) or GABA+5-HT (IGABA+5-HT) induced mixed currents that were smaller than the addition of individual currents, which reveals a current occlusion. This occlusion is observed as soon as channels are activated and IGABA+ACh or IGABA+5-HT are carried through both GABAA and nACh channels or through GABAA and 5-HT3 channels, respectively. Current occlusion requires maximal activation of at least one of these receptors. Kinetic and pharmacological properties of IGABA+5-HT or IGABA+ACh indicated that they are carried through both GABAA and 5-HT3 channels or GABAA and nACh channels, respectively. 5-HT did not affect IGABA in neurons in which: i) 5-HT3 channels were not present, ii) in the presence of tropisetron (5-HT3 receptor antagonist), iii) after 5-HT3 receptor desensitisation or iv) at the I5-HT reversal potential. Similarly, GABA did not affect 5-HT3 mediated currents in neurons in which: i) GABAA channels were not present, ii) in presence of bicuculline (GABAA receptors antagonist), iii) after GABAA receptor desensitisation, or iv) at the IGABA reversal potential. Similar findings were found for the occlusion between IACh and IGABA, indicating that the occlusion requires of the presence of functional channels. Current occlusion was still present in absence of Ca2+, when experiments were performing at low temperature (10-11ºC), after adding to the pipette solution a protein kinase inhibitor (staurosporine). These results are consistent with a model of cross-inhibition between GABAA and 5-HT3 and between GABAA and nACh receptors. Our study demonstrates interactions between members of the Cysloop family, which would suggest the existence of inhibitory interactions between the same kind of ligand-gated ion channels (e.g., nACh receptors)."