Receptor colinérgico de la sinapsis eferente de la línea lateral del pez cebra

Abstract

La línea lateral es un sistema sensorial que permite a peces y anfibios obtener información hidrodinámica del ambiente. En el pez cebra, este sistema es crucial para una amplia variedad de comportamientos, tales como el nado en cardumen, la evasión de predadores y la captura de presas. La línea lateral está formada por tres componentes principales: neuromastos, compuestos por células ciliadas y células de soporte, que constituyen la unidad sensorial funcional y son los órganos encargados del proceso de mecanotransducción; neuronas aferentes, que transmiten la información sensorial desde las células ciliadas hacia áreas centrales y neuronas eferentes, que proyectan desde áreas centrales hacia la periferia para modular la transducción sensorial. En particular, las neuronas eferentes colinérgicas conforman un sistema inhibitorio. En otras especies se ha demostrado que la actividad inhibitoria del sistema eferente colinérgico está mediada por un receptor colinérgico nicotínico (nAChR) del tipo α9α10 acoplado a un canal de K+ activado por Ca2+ del tipo SK2. Este tipo de nAChRs poseen características biofísicas y farmacológicas peculiares, con diferencias entre especies dadas por cambios en sus secuencias codificantes. En este trabajo demostramos que, en un sistema heterólogo (oocitos de Xenopus laevis), las subunidades α9 y α10 de pez cebra pueden formar receptores funcionales tanto homoméricos α9 como heteroméricos α9α10, pero no homoméricos α10. Estos receptores poseen una marcada desensibilización y una gran contribución de la corriente de Ca 2+ a la corriente iónica total pero, a diferencia de lo que sucede en otras especies, las respuestas generadas por la ACh no son moduladas por el Ca2+ extracelular. Además, mediante un análisis sobre estudios de expresión génica, observamos que tanto chrna9, el gen que codifica para la subunidad α9, como los genes que codifican para los canales SK1a y SK2 están enriquecidos en las células ciliadas del pez cebra. Para poder evaluar si estos mismos receptores participan en la sinapsis eferente colinérgica de la línea lateral posterior del pez cebra, realizamos experimentos de imaging de Ca2+ in vivo en larvas enteras mientras estimulamos mecánicamente a las células ciliadas de los neuromastos. Pudimos comprobar que la aplicación de ACh genera una inhibición en la entrada de Ca2+ que se da como consecuencia final de la activación mecánica y consecuente despolarización de las células ciliadas. Más aun, esta inhibición es bloqueada tanto por α-bungarotoxina, bloqueante específico de los nAChRs α9 de pez cebra, como por apamina, bloqueante de los canales SK2. En conjunto, nuestros resultados apoyan la hipótesis de que la sinapsis eferente colinérgica de la línea lateral posterior del pez cebra está mediada por un nAChR homomérico compuesto por la subunidad α9. Más aún, la entrada de Ca2+a través de estos receptores activa canales cercanos del tipo SK2, lo cual finalmente lleva a una hiperpolarización de las células ciliadas.