Las WNK en la mosca

• hipertensión
• tubulo distal
• transporte de Na
• Fisiología del transporte celular

Un papel central de las quinasas Sin Lisina (K) (WNK) en el equilibrio electrolítico renal y el control de la PA se puso de manifiesto cuando se identificaron mutaciones en WNK1 y WNK4 como causa de una intolerancia genética al sodio y al potasio1 (pseudohipoaldosteronismo tipo 2; también conocido como hipertensión hipercalémica familiar o síndrome de Gordon). En este número del Journal of the American Society of Nephrology (JASN), Sun et al.2 informan sobre un nuevo agente de la vía WNK y una sorprendente complejidad del mecanismo de señalización.

Según los conocimientos actuales, las quinasas WNK orquestan una respuesta de conmutación que alterna las actividades de dos segmentos de la nefrona distal (el túbulo contorneado distal y la nefrona distal sensible a la aldosterona) para mantener el equilibrio de sodio y potasio en una ingesta de potasio muy variada.3 Las quinasas WNK del túbulo contorneado distal, junto con una quinasa descendente, la quinasa rica en prolina/alanina relacionada con Ste20 (SPAK), forman una cascada de señalización sensible al potasio que controla la actividad del cotransportador de sodio-cloruro (NCC) sensible a la tiazida a demanda. La señalización de la WNK se activa en respuesta al bajo nivel de potasio plasmático en la deficiencia de potasio en la dieta, y esto estimula al NCC para limitar la pérdida de potasio de la nefrona distal sensible a la aldosterona a expensas de la retención de sodio.4-6 Por el contrario, cuando el potasio en la dieta es abundante, la cascada de la WNK se inhibe, y esto suprime la absorción de NaCl y aumenta la excreción de potasio.7 Entender por qué la señalización WNK-SPAK es tan exquisitamente sensible al potasio plasmático ha sido objeto de gran interés.

En este número del JASN, Sun et al.2 informan de que el mecanismo de señalización dependiente del potasio puede ser más complejo de lo que se imaginaba originalmente. Esta elegante serie de estudios hace un uso maravilloso de un sistema modelo, el túbulo de Malpighian de Drosophila melanogaster, para explorar las complejidades de la señalización de la WNK, aprovechando la rica historia de los organismos modelo en la fisiología renal. Cuando se estimula, el túbulo de Malpighian secreta una solución rica en cloruro de potasio a un ritmo copioso, equivalente a un volumen celular de líquido por segundo. Sun et al.2 ya establecieron que la secreción de potasio es impulsada por la activación de la WNK, que activa el ortólogo de la SPAK, Fray; éste, a su vez, fosfoactiva la NKCC1.8 En este estudio, Sun et al.2 explotaron la trazabilidad genética del modelo del túbulo de Malpighian de D. melanogaster. Junto con una maravillosa combinación de herramientas fisiológicas y bioquímicas, fueron capaces de profundizar en el mecanismo de señalización intracelular.

Al igual que los homólogos de los mamíferos,4,9 Sun et al.2 descubrieron que la WNK de D. melanogaster es una cinasa intracelular sensible al cloruro (Cli-). Las mediciones de la quinasa in vitro revelaron que el cloruro estabiliza la conformación inactiva de la WNK, impidiendo la activación de la quinasa hasta que el Cli- disminuye fisiológicamente. Como consecuencia, la activación de la WNK puede ser sensible a los cambios en el potasio plasmático y el potencial de membrana, que tienen una poderosa influencia sobre .4,5

En el túbulo contorneado distal de los mamíferos, se cree que los canales de potasio Kir4.1/Kir5.1 traducen los cambios en el potasio plasmático a la señalización de la WNK a través de cambios en el potencial de membrana y Cli-.5,10,11 En consonancia con esta idea, los estudios de coexpresión heteróloga de Kir 4.1, NCC y WNK en células de riñón embrionario humano revelaron que la disminución del potasio extracelular provocaba la hiperpolarización del potencial de membrana, lo que a su vez disminuía el Cli- para estimular WNK y aumentar la fosforilación de SPAK y NCC.5 El aumento del potasio tuvo el efecto contrario. Aunque estos hermosos estudios establecieron la hipótesis de la WNK/Cl–sensing, dejaron a muchos preguntándose si esto realmente ocurre in vivo.

Sun et al.2 muestran ahora por primera vez que el mecanismo opera en células transportadoras nativas pero con un giro. Utilizando un sensor de Cl- codificado genéticamente y expresado en las células del túbulo de Malpighian, se descubrió que la activación del transporte de iones y de la señalización WNK en el túbulo de Malpighian coincidía con una caída de Cli-, tal como se había predicho. Sin embargo, sorprendentemente, la mutación de los residuos de la WNK que forman el sitio de unión del Cl- no fue suficiente para activar la señalización y el transporte de la WNK. La activación completa del transporte de iones en el túbulo de Malpighian con la quinasa WNK insensible al Cl requería la coexpresión de otra proteína, una proteína de andamiaje de quinasas lejanamente relacionada con las proteínas armadillo llamada Drosophila MO2512 (también conocida como proteína de unión al calcio 39). Los estudios de knockdown establecieron que MO25 es necesaria para la activación fisiológica del flujo transepitelial de iones con la WNK de tipo salvaje. Dado que los estudios de fosforilación in vitro revelaron que la Mo25 de Drosophila influye en la sensibilidad al cloruro de la WNK, parece probable que las interacciones cooperativas entre el cloruro y la Mo25 regulen directamente la señalización de la WNK.

Estos hallazgos probablemente tengan una aplicabilidad inmediata al riñón de mamífero. La MO25 se coloca con NCC y NKCC2 en la membrana apical del riñón de ratón.13 Además, los estudios bioquímicos revelaron que la MO25 de mamíferos aumenta la fosforilación de NCC y NKCC mediada por WNK4/SPAK,14 probablemente facilitando cambios estructurales en las quinasas. Junto con el intrigante descubrimiento en el túbulo de Malpighian de Drosophila comunicado por Sun et al.,2 estas observaciones proporcionan una razón convincente para sugerir que MO25 influye en la señalización de WNK en el riñón de los mamíferos.

El descubrimiento de MO25 en la vía de WNK tiene importantes implicaciones. Dado que el bajo consumo de potasio, común en las dietas modernas, presiona la vía del interruptor para conservar el potasio a expensas de aumentar la absorción de sodio, la vía proporciona un mecanismo para explicar por qué la dieta moderna alimenta el fuego de la hipertensión sensible a la sal. Dado su papel potencial en la determinación de la sensibilidad de la vía al potasio, el MO25 debería considerarse como una posible diana farmacológica antihipertensiva.

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