Caracterización fucional y molecular del canal TRPV4 en el epitelio respiratorio y su relación con la fisiopatología de la fibrosis quística

Abstract

En este trabajo de tesis doctoral se caracteriza funcional y molecularmente el canal TRPV4 en varios modelos de células epiteliales respiratorias mostrando por primera vez la participación de este canal en la función osmoreguladora a nivel celular así como la identificación de nuevas variantes del canal. Se demuestra que la entrada de Ca2+ en respuesta a un hinchamiento hipotónico se produce a través del canal TRPV4 y es necesaria para una eficiente recuperación del volumen o RVD. Por su parte, las células epiteliales respiratorias con fenotipo de fibrosis quística no son capaces de reducir su volumen en un medio hipotónico a causa de una regulación defectuosa del canal, indicando, al mismo tiempo, que la regulación del TRPV4 por el estímulo hipotónico es dependiente de la CFTR.La caracterización de las variantes del canal TRPV4 demuestra que los dominios de ANK son determinantes moleculares claves en el proceso de oligomerización del canal. Al mismo tiempo este trabajo describe nuevos aspectos relacionados con la biogénesis del TRPV4 hasta ahora desconocidos: la oligomerización del canal tiene lugar en el RE, orgánulo donde es N-glicosilado de forma simple antes de ser transportado hacia el Golgi donde sus N-glicanos son madurados.This thesis characterizes molecularly and funcionally the TRPV4 channel in various models of airway epithelial cells showing, for the first time, the involvement of this channel in an osmoregulatory cellular function as well as the isolation of new splice variants of this channel. It is demonstrated that the TRPV4 channel is the molecular Ca2+ pathway activated by hypotonic estimulus needed to trigger the RVD response. Furthermore, the cystic fibrosis airway epithelial cells showed an impaired RVD due to the misregulation of the TRPV4 channel, indicating that the regulation by the hypotonic stimulus is CFTR-dependent.The characterization of the new variants demonstrated that the ANK domains are key structural determinants in the oligomerization process of the TRPV4. This work also describes new aspects related to the biogenesis of this channel: oligomerization is achieved in the ER, where the TRPV4 is N-glycosilated and then transported to the Golgi where the glycans are matured