Articulo de referencia

Transportador de aniones orgánicos 1

Figura 1 Representación esquemática de proteínas transmembrana: 1. una proteína de membrana con un dominio transmembrana 2. una proteína de membrana con tres dominios transmembr...

Figura 1 Representación esquemática de proteínas transmembrana: 1. una proteína de membrana con un dominio transmembrana 2. una proteína de membrana con tres dominios transmembrana 3. Se cree que OAT1 tiene doce dominios transmembrana. [ 1 ] La membrana está representada en marrón claro.

El transportador de aniones orgánicos 1 (OAT1), también conocido como miembro 6 de la familia 22 de transportadores de solutos (SLC22A6), es una proteína que en humanos está codificada por el gen SLC22A6 . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Es un miembro de la familia de proteínas transportadoras de aniones orgánicos (OAT). OAT1 es una proteína transmembrana que se expresa en el cerebro, la placenta, los ojos, los músculos lisos y la membrana basolateral de las células tubulares proximales de los riñones. Juega un papel central en el transporte renal de aniones orgánicos . Junto con OAT3 , OAT1 media la captación de una amplia gama de aniones orgánicos relativamente pequeños e hidrofílicos desde el plasma hacia el citoplasma de las células tubulares proximales de los riñones . Desde allí, estos sustratos son transportados al lumen de las nefronas de los riñones para su excreción . Se han identificado homólogos de OAT1 en ratas , ratones , conejos , cerdos , lenguados y nematodos . [ 5 ]

Función

OAT1 funciona como un intercambiador de aniones orgánicos . Cuando una molécula de un anión orgánico es transportada al interior de la célula por un intercambiador OAT1, una molécula de un ácido dicarboxílico endógeno (como glutarato , cetoglutarato , etc.) es transportada simultáneamente fuera de la célula. [ 5 ] Como resultado de la eliminación constante de ácido dicarboxílico endógeno, las células OAT1-positivas corren el riesgo de agotar sus reservas de dicarboxilatos. Una vez agotadas las reservas de dicarboxilatos, el transportador OAT1 deja de funcionar.

Para evitar la pérdida de dicarboxilatos endógenos, las células OAT1-positivas también expresan un cotransportador de sodio-dicarboxilato llamado NaDC3 que transporta los dicarboxilatos de vuelta a la célula OAT1-positiva. El sodio es necesario para impulsar este proceso. En ausencia de un gradiente de sodio a través de la membrana celular, el cotransportador NaDC3 deja de funcionar, los dicarboxilatos intracelulares se agotan y el transportador OAT1 también se detiene. [ 10 ]

Los transportadores renales de aniones orgánicos OAT1, OAT3 , OATP4C1 , MDR1 , MRP2 , MRP4 y URAT1 se expresan en el segmento S2 de los túbulos contorneados proximales de los riñones. OAT1, OAT3 y OATP4C1 transportan aniones orgánicos pequeños desde el plasma hacia las células S2. Posteriormente, MDR1, MRP2, MRP4 y URAT1 transportan estos aniones orgánicos desde el citoplasma de las células S2 hacia la luz de los túbulos contorneados proximales. Estos aniones orgánicos se excretan en la orina. [ 5 ]

Sustratos

Entre los sustratos conocidos de OAT1 se incluyen el para-aminohipurato (PAH), los dicarboxilatos , las prostaglandinas , los nucleótidos cíclicos , el urato , el folato , los diuréticos , los inhibidores de la ECA , los agentes antivirales , los antibióticos betalactámicos , los antineoplásicos , las micotoxinas , los conjugados de sulfato , los conjugados de glucurónido , los conjugados de cisteína , la ocratoxina A , los AINE , los ácidos mercaptúricos y las toxinas urémicas . [ 5 ]

Regulación

Las alteraciones en la expresión y función de OAT1 juegan papeles importantes en la variabilidad intra e interindividual de la eficacia terapéutica y la toxicidad de muchos fármacos. Como resultado, la actividad de OAT1 debe estar bajo una regulación estricta para que lleven a cabo sus funciones normales. [ 11 ] La regulación de la actividad de transporte de OAT en respuesta a varios estímulos puede ocurrir en varios niveles como transcripción, traducción y modificación postraduccional. La regulación postraduccional es de particular interés, porque generalmente ocurre en un período de tiempo muy corto (minutos a horas) cuando el cuerpo tiene que lidiar con cantidades de sustancias que cambian rápidamente como consecuencia de la ingesta variable de fármacos, líquidos o comidas, así como de la actividad metabólica. [ 11 ] La modificación postraduccional es un proceso en el que se conjugan nuevos grupos funcionales a las cadenas laterales de aminoácidos en una proteína diana a través de reacciones bioquímicas reversibles o irreversibles. Las modificaciones comunes incluyen glicosilación, fosforilación, ubiquitinación, [ 11 ] sulfatación, metilación, acetilación e hidroxilación.

Síndrome de Fanconi inducido por antivirales

Los análogos de nucleósidos son una clase de fármacos antivirales que actúan inhibiendo la síntesis de ácidos nucleicos virales. Los análogos de nucleósidos aciclovir (ACV), zidovudina (AZT), didanosina (ddI), zalcitabina (ddC), lamivudina (3TC), estavudina (d4T), trifluridina , [ 12 ] cidofovir , adefovir , [ 13 ] y tenofovir (TDF) [ 14 ] son ​​sustratos del transportador OAT1. Esto puede resultar en la acumulación de estos fármacos en las células del túbulo proximal . A altas concentraciones, estos fármacos inhiben la replicación del ADN . Esto, a su vez, puede afectar la función de estas células y puede ser la causa del síndrome de Fanconi inducido por antivirales . El uso de estavudina, [ 15 ] didenosina, abacavir, adefovir, [ 16 ] cidofovir [ 17 ] y tenofovir se ha asociado con el síndrome de Fanconi. Las características clínicas del síndrome de Fanconi inducido por tenofovir incluyen glucosuria en presencia de niveles normales de glucosa sérica, pérdida de fosfato con hipofosfatemia, proteinuria (generalmente leve), acidosis e hipopotasemia, con o sin insuficiencia renal aguda. [ 18 ]

inhibición mitocondrial

Dado que los análogos de nucleósidos pueden acumularse en células OAT1-positivas y pueden inhibir la replicación mitocondrial , estos fármacos pueden conducir al agotamiento de mitocondrias dentro de los túbulos proximales renales . Las biopsias renales han demostrado el agotamiento de mitocondrias de células tubulares entre individuos que reciben terapia antiviral con tenofovir. Las mitocondrias restantes estaban agrandadas y dismórficas . [ 19 ] In vitro, los fármacos antivirales didanosina y zidovudina son inhibidores más potentes de la síntesis de ADN mitocondrial que el tenofovir (ddI > AZT > TDF). [ 20 ] En su forma no fosforilada, el fármaco aciclovir no inhibe significativamente la síntesis de ADN mitocondrial, a menos que la célula esté infectada con un virus del herpes .

La estavudina, la zidovudina y el indinavir (IDV) provocan una disminución de la respiración mitocondrial y un aumento de la masa mitocondrial en las células adiposas . La estavudina también causa una grave disminución del ADN mitocondrial. La combinación de zidovudina con estavudina no aumenta la toxicidad mitocondrial en comparación con la estavudina sola. Ambos fármacos deben ser fosforilados por enzimas del huésped antes de activarse. La zidovudina inhibe la fosforilación de la estavudina. Esto podría reducir la toxicidad de la combinación. El uso de indinavir en combinación con los otros dos fármacos no aumentó la toxicidad de la combinación. El indinavir es un inhibidor de la proteasa y actúa mediante un mecanismo diferente al de los otros fármacos antivirales. (d4T+AZT+IDV = d4T+AZT = d4T+IDV > AZT+IDV = AZT = IDV). Estos tres fármacos inhiben la expresión de las subunidades de la cadena respiratoria (citocromo c oxidasa [CytOx]2 y CytOx4) en las células de grasa blanca, pero no en las células de grasa parda . [ 21 ] Dado que la estavudina y la zidovudina son sustratos de OAT1, pueden tener efectos similares en las células del túbulo renal proximal que en las células adiposas.

La lamivudina tiene quiralidad inversa en comparación con la didanosina, la estavudina, la zidovudina y los nucleósidos naturales. La ADN polimerasa mitocondrial puede no reconocerla como sustrato. La lamivudina no es tóxica para las mitocondrias in vivo . [ 22 ] Los individuos que habían estado tomando didanosina combinada con estavudina mostraron una mejoría en la función mitocondrial cuando cambiaron a lamivudina combinada con tenofovir. [ 22 ] [ 23 ]

Toxicidad mitocondrial de los sustratos de OAT1:

  • in vitro :
    • d4T+AZT = d4T > AZT
    • ddI > AZT > TDF > ACV
  • in vivo
    • d4T > AZT
    • ddI > AZT > TDF
    • d4T + ddI > 3TC + TDF

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

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