WNKs pe muscă

• hipertensiune arterială
• tubul distal
• Transportul de Na
• Fiziologia transportului &celular

Un rol central al WNKs fără lizină (K) (WNK) kinazele în echilibrul electrolitic renal și în controlul TA a fost pus în evidență atunci când mutații în WNK1 și WNK4 au fost identificate ca fiind cauza unei intoleranțe genetice la sodiu și potasiu1 (pseudohipoaldosteronism de tip 2); cunoscut și sub numele de hipertensiune hiperkaliemică familială sau sindromul Gordon). În acest număr al Journal of the American Society of Nephrology (JASN), Sun et al.2 raportează despre un nou jucător în calea WNK și o complexitate surprinzătoare a mecanismului de semnalizare.

Conform înțelegerii actuale, kinazele WNK orchestrează un răspuns de comutare care comută activitățile a două segmente distale ale nefronului (tubul convolutiv distal și nefronul distal sensibil la aldosteron) pentru a menține echilibrul de sodiu și potasiu în cazul unui aport de potasiu foarte variat.3 WNK kinazele WNK din tubulul convolutiv distal împreună cu o kinază din aval, kinaza bogată în prolină/alanină legată de Ste20 (SPAK), formează o cascadă de semnalizare sensibilă la potasiu care controlează la cerere activitatea cotransportatorului sodiu-clorură (NCC) sensibil la tiazidă. Semnalizarea WNK este activată ca răspuns la un nivel scăzut de potasiu plasmatic în cazul deficitului de potasiu alimentar, iar acest lucru stimulează NCC pentru a limita pierderea de potasiu din nefronul distal sensibil la aldosteron în detrimentul reținerii sodiului.4-6 În schimb, atunci când potasiul alimentar este abundent, cascada WNK este inhibată, iar acest lucru suprimă absorbția de NaCl și sporește excreția de potasiu.7 Înțelegerea motivului pentru care semnalizarea WNK-SPAK este atât de rafinat de sensibilă la potasiul plasmatic a fost subiectul unui mare interes.

În acest număr al JASN, Sun et al.2 raportează că mecanismul de semnalizare dependent de potasiu poate fi mai complex decât s-a imaginat inițial. Această serie elegantă de studii utilizează minunat un sistem model, tubul Malpighian din Drosophila melanogaster, pentru a explora complexitatea semnalizării WNK, bazându-se pe istoria bogată a organismelor model în fiziologia renală. Atunci când este stimulat, tubul Malpighian secretă o soluție bogată în potasiu-clorură la o rată abundentă, echivalentă cu un volum celular de lichid pe secundă. Sun et al.2 au stabilit deja că secreția de potasiu este determinată de activarea WNK, care activează ortologul SPAK Fray; acesta, la rândul său, fosfoactivează NKCC1.8 În acest studiu, Sun et al.2 au exploatat trasabilitatea genetică a modelului de tubul Malpighian din D. melanogaster. Împreună cu o combinație minunată de instrumente fiziologice și biochimice, ei au reușit să sondeze mai adânc mecanismul de semnalizare intracelulară.

Ca și omologii de la mamifere,4,9 Sun et al.2 au descoperit că WNK din D. melanogaster este o kinază intracelulară care detectează clorura (Cli-). Măsurătorile in vitro ale kinazei au arătat că clorura stabilizează conformația inactivă a WNK, împiedicând activarea kinazei până când Cli- este diminuată fiziologic. În consecință, activarea WNK poate fi sensibilă la modificările potasiului plasmatic și ale potențialului de membrană, care au o influență puternică asupra .4,5

În tubul convolutiv distal al mamiferelor, se crede că canalele de potasiu Kir4.1/Kir5.1 traduc modificările potasiului plasmatic în semnalizarea WNK prin modificări ale potențialului de membrană și Cli-.5,10,11 În concordanță cu această idee, studiile de coexpresie heterologă a Kir 4.1, NCC și WNK în celule de rinichi embrionar uman au arătat că scăderea potasiului extracelular a provocat hiperpolarizarea potențialului membranar, care, la rândul său, a scăzut Cli- pentru a stimula WNK și a crește fosforilarea SPAK și NCC.5 Creșterea potasiului a avut un efect opus. Deși aceste studii frumoase au stabilit ipoteza WNK/Cl–sensing, ele i-au lăsat pe mulți să se întrebe dacă acest lucru se întâmplă cu adevărat in vivo.

Sun et al.2 arată acum pentru prima dată că mecanismul funcționează în celulele transportoare native, dar cu o întorsătură. Folosind un senzor de Cl- codificat genetic și exprimat în celulele tubului Malpighian, s-a constatat că activarea transportului de ioni și a semnalizării WNK în tubul Malpighian coincide cu o scădere a Cli-, exact așa cum s-a prezis. Cu toate acestea, în mod surprinzător, mutația reziduurilor din WNK care formează situsul de legare a Cl- nu a fost suficientă pentru a activa semnalizarea și transportul WNK. Activarea completă a transportului de ioni în tubul Malpighian cu ajutorul kinazei WNK insensibile la Cl- a necesitat coexpresia unei alte proteine, o proteină de scheletare a kinazei înrudită în mod îndepărtat cu proteinele armadillo numită Drosophila MO2512 (cunoscută și sub numele de proteina 39 de legare a calciului). Studiile de knockdown au stabilit că MO25 este necesară pentru activarea fiziologică a fluxului ionic transepitelial cu WNK de tip sălbatic. Deoarece studiile de fosforilare in vitro au arătat că Drosophila Mo25 influențează sensibilitatea la clorură a WNK, pare probabil că interacțiunile cooperative dintre clorură și Mo25 reglează direct semnalizarea WNK.

Aceste constatări au probabil aplicabilitate imediată la rinichiul mamiferelor. MO25 colocalizează cu NCC și NKCC2 pe membrana apicală a rinichiului de șoarece.13 Mai mult, studiile biochimice au arătat că MO25 de mamifer îmbunătățește fosforilarea mediată de WNK4/SPAK a NCC și NKCC,14 probabil prin facilitarea modificărilor structurale ale kinazelor. Împreună cu descoperirea intrigantă în tubul Malpighian din Drosophila, raportată de Sun și colab. 2, aceste observații oferă motive convingătoare pentru a sugera că MO25 influențează semnalizarea WNK în rinichiul mamiferelor.

Descoperirea MO25 în calea WNK are implicații importante. Deoarece consumul scăzut de potasiu, comun în dietele moderne, presează calea de comutare pentru a conserva potasiul în detrimentul creșterii absorbției de sodiu, calea oferă un mecanism pentru a explica de ce dieta modernă alimentează focul hipertensiunii sensibile la sare. Având în vedere rolul său potențial în determinarea sensibilității căii la potasiu, MO25 ar trebui să fie luat în considerare ca o potențială țintă a medicamentelor antihipertensive.

• Copyright © 2018 by the American Society of Nephrology

.