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Transporte epitelial 3

ENCUENTROMEDICINA INFANTIL

UNION ESTRECHA E INTERACCION DE POLARIDAD EN EL FENOTIPO DEL TRANSPORTE EPITELIAL

IntroducciónLa vida depende de la asimetría en todos los

niveles: (a) El flujo vectorial de la energía a travésde la biosfera. (b) En la mayoría de los oocitos deanimales, el punto donde el espermatozoide en-tra define dos polos, y en los pasos siguientescondiciona la difusión asimétrica de los produc-tos génicos, crea un eje anterior-posterior y de-termina el desarrollo de todo el plan animal1,2,3. (c)El núcleo, el aparato de Golgi, los micro vellosi-dades, flagelo, etc. están localizados de maneraasimétrica. (d) Si el huso mitótico polariza en unaposición horizontal o vertical respecto al planodel epitelio, las células proliferantes producen te-jido plano normal o generan un pólipo, respecti-vamente4.

"Polaridad" se refiere a una diferencia en laestructura, composición o función entre los dospolos de la célula. Aquí reservamos el término"polaridad" para la expresión de cierta especiede proteína en una posición específica de la mem-brana plasmática5.

Inicialmente, se intentó formar epitelio de trans-porte artificial colocando células tumorales de as-citis entre dos filtros. Alternativamente, se trata-ron epitelios naturales con colagenasa y la po-blación de células únicas que obtuvieron fue sem-brada sobre filtros esperando que las células ex-presaran polaridad. El fracaso de estos intentosllevó a los investigadores a cultivar células epite-liales. Las células MDCK (Madin-Darby canine kid-ney) fueron extensamente usadas, porque sinte-tizan, asocian y sellan las uniones estrechas (UE).

Existe una serie de hechos y conceptos quese deben tener en cuenta cuando se está estudian-do los UE y la polaridad, que se mencionarán aquísin mucha elaboración6.1. La microscopía electrónica y la citoquímica

muestran que la célula está sobrecargada deorganelas, cargas eléctricas fijas y sitios pola-res que son capaces de establecer uniones dehidrógeno para que ninguna molécula, ni si-quiera el agua, se pueda difundir en el cito-plasma7.

2. La naturaleza distribuye las diferentes molé-culas de acuerdo a sus características. Ade-más, las proteínas no sólo transportan señales,pero también son señales en sí, debido a unasecuencia, una configuración, una distribuciónde cargas eléctricas anclándose a un lípido uotra proteína, que son reconocidas y enviadasa la posición celular donde deben residir.La polaridad depende de las señales de direc-ción interpretadas por mecanismos que entre-gan la molécula a un objetivo específico y deun andamio de moléculas que lo mantiene ensu posición7,8,9.

3. Las UE y la polaridad no son "cosas", sino imá-genes congeladas de procesos vertiginososde intercambio de proteínas entre las organe-las. Además, las UE cambian su estructura ygrado de sellado en respuesta a condicionesfisiológicas y desafíos farmacológicos.En consecuencia, la polarización no consistemeramente en la expresión de una moléculadada en una posición específica, pero tambiénen un momento específico.

4. La UE está constituida por proteínas así como

Dres. M. Cereijido, R.G. Contreras, L. Shoshani, D. Flores-Benites, I. Larre

Departamento de Fisiología, Biofísica y Neuroclínica.CINVESTAV, México D.F.

http://www.medicinainfantil.org.ar

4 Medicina Infantil Vol. XVI N° 1 Marzo 2009

Figura 1: La relación entrela estructura de la unión,la RET y la permeabilidadde la UE. (A) Las UEs tie-nen un número variable decadenas (n). Si las cade-nas serían una simple re-sistencia ohmnica, la RETaumentaría con n de ma-nera linear, como indica lalínea punteada. Sin embar-go, la RET aumenta de ma-nera exponencial con n,como indica la línea llena.(B) Canales que se abreny se cierran rápidamente(1, 2, 3 y 4), no obstante,no resolverían los proble-mas ya que los iones (lí-neas) pueden cruzar un fi-lamento dado a través decualquier canal que porcoincidencia está abiertoen ese momento. (C) Sinembargo, las cadenas tie-nen anastomosis y trabe-culas frecuentes, por lotanto, para que la corrien-

te fluya es necesario que los canales en las cadenas superiores e inferiores estén abiertos de manera simultánea. En es-te ejemplo solamente el compartimiento 4 estaría conduciendo. (D) La difusión seguiría un conjunto de reglas diferente.Una sustancia difusora como el manitol o dextrán (rosa) podría entrar en el compartimiento 1 a pesar de que el canal in-ferior está cerrado. (E) Cuando se abre este canal, el soluto saldrá, no importa si el canal en la cadena superior se man-tiene abierto o cerrado. La diferencia entre los mecanismos de permeabilidad eléctrica y la permeabilidad de solutos esque la primera requiere que todas las vías en serie se abren de manera simultánea y la segunda no.

Figura 2: Las UEs comocerco, puente y barreraeludibles. (A) Una UE enla esquina de dos célulasvecinas. (B) Un marcadorapical (verde), que ha sidopreviamente restringida aldominio apical de la UE,gana acceso al dominiobasolateral (flechas rojas)cuando se abre la unióncon agentes quilates deCA2+. La apertura total dela unión ocurre durante ladiapédesis, cuando losleucocitos cruzan la ba-rrera endotelial. (C) En lacélula a la izquierda, lasonda lipídica (verde) nopasa la UE. En la célula ala derecha, sin embargo,la sonda lipídica (rosa)puede hacer "flip-flop" dela capa exterior de la

membrana plasmática hacia la capa interior, elude la UE y se difunde hacia el dominio basolateral. (D) Una sonda lipídi-ca que se agrega al dominio apical de la célula a la izquierda (violeta) difunde a través de la matriz lipídica de las cade-nas de la UE y llega al lado apical de la célula a la derecha. (E) Se quita una molécula grande atrapada en el lado apicaly se la reinserta en el lado lateral. (F) Las levaduras no tienen UEs, pero el anillo de septina (rojo) forma un cerco que in-hibe la difusión de proteínas entre la membrana madre y las emergentes. (G) Las neuronas están polarizadas, no sola-mente a nivel funcional (transmisión vectorial del impulso nervioso), sino en la composición de la membrana plasmáticaen el soma y las dendritas, que es completamente diferente a la de un axón. Sin embargo, las neuronas no poseen UEsu otras barreras anatómicas. De todos modos, las moléculas de la membrana en el área marcadas con un cuadrado ro-jo están ancladas al citoesqueleto subyacente y obstruyen el pasaje de moléculas que se difunden en el plano de la mem-brana plasmática.



de micro-ambientes lipídicos (10,11,12). Estaestructura debe poseer una plasticidad consi-derable, ya que los epitelios y los endotelios es-tán expuestos a deformaciones severas, el pa-saje de leucocitos a través del espacio inter-celular, y sus componentes moleculares pue-den tener diferente vida media siendo reem-plazados de manera activa sin exponer el or-ganismo a los peligros de ruptura de las barre-ras epiteliales y endoteliales7.

5. La UE es una estructura promíscua ya que sepuede establecer entre células epiteliales dediferentes órganos y aún de diferentes especiesanimales, siempre y cuando ambos sean capa-ces de crear UEs13,14.

6. Los programas genéticos para producir UEsestán bien conservados y listos para el usocuando la célula requiere de una barrera imper-meable entre dos compartimientos. No se sa-be mucho del mecanismo que ajusta la per-meabilidad de un epitelio al gradiente de lassustancias que pasan a través de él15.

7. Todo ocurre como si cada componente celu-lar fuera informado al instante del estado de lasotras partes de la célula y pudiera responderconsecuentemente16.

Las UEs como puerta, cerco, puente y obstáculo eludible

Dado que la UE se ubica en el límite entre ellado basolateral de las células epiteliales y el do-minio apical, se suponía por un tiempo que la UEera responsable de la polarización. Sin embargo,una UE puede, como máximo, mantener una po-laridad producida a través de otros medios perono puede organizar moléculas. Al contrario, hoyen día existe información importante que mues-tra que, según el tipo de molécula, es posible elu-dir las UEs.

La UE como puertaLa resistencia eléctrica transepiteliar (RET) de

un epitelio dado aumenta con el grado de elabo-ración de los filamentos de la UE observado en es-tudios de freeze-fracture (congelación-fractura).Sin embargo, este aumento no es linear como seesperaría si los filamentos actuaran como simpleresistencia en ohmnica en serie. Los filamentos amenudo anastomosan y producen un patrón com-plejo de compartimientos eléctricos. Mientras queuna sustancia difusora gana acceso a los com-partimientos sucesivos uno a la vez, no importasi los canales en otros componentes a lo largo dela ruta estén transitoriamente cerrados, una pul-sación de corriente liberada para medir la RET re-quiere que todos los canales en los sucesivoscomponentes estén abiertos al mismo tiempo.

En resumen, los líneas (fibras) observados en

las réplicas de congelación-fractura probablemen-te actúan como una resistencia atravesada porpuertas que pueden estar en configuración abier-ta o cerrada y que pueden estar constituidas porclaudinas (familia de proteínas que constituyen laprincipal componente de las UE)17,18.

La UE como cercoCuando se tratan las monocapas de MDCK

con EDTA o EGTA, se abre la UE, se cae la RET ylos marcadores de la membrana apical invaden ellado basolateral y viceversa. Es extraño que es-tos fenómenos, que ocurren de manera simultá-nea, a menudo se confundan con una secuenciaen la cual la abertura de la UE genera una pérdi-da de polaridad19.

Aún si la UE sigue firmemente sellada, no ac-túa como una barrera para todos los tipos de lí-pidos, especialmente cuando la molécula lipídi-ca puede saltar de manera espontánea de unacapa de la membrana plasmática a la otra ("flip-flop").

Los virus y microorganismos pueden eludir elcerco impuesto por la UE. Esto es de gran impor-tancia para la salud humana ya que los rotavirusson la causa más importante de diarrea en anima-les jóvenes incluyendo los humanos. Las integri-nas, que actúan como receptores para los retro-virus, se expresan en el dominio basal y el late-ral. Aunque un virion es demasiado grande paratraspasar la UE y llegar a las integrinas, la proteí-na VP8 en las espigas virales – similar al dominioextracelular de las ocludinas y las claudinas –puede abrir la UE transitoriamente permitiendoque las integrinas pasen a la membrana apicaldonde se encuentran con los virus20. Figura 1.

La UE como puente entre células vecinasUna sonda liposoluble de dipicrilamina difun-

de, con la ayuda aplicación de un voltaje, desdela membrana celular de una célula previamentecargada, a la membrana plasmática de la célulavecina. Estudios fotoblanqueado (fotobleaching)de células MDCK que fueron previamente carga-das con una sonda lipídica fluorescente, mostra-ron que esta sonda puede difundirse a células ve-cinas siempre y cuando se mantenga la tempera-tura arriba del punto de fusión de las cadenas hi-drofóbicas21. Figura 2.

La UE puede eludirseEs posible que, en vez de difundirse, se quite

una molécula de la membrana plasmática de unlado de la UE y se la reinserte en el otro lado (Véa-se la figura 2E). De esa manera, en las célulasMDCK que se mantienen en un medio libre deCa2+, la Na+, K+, -ATPasa se distribuye aleato-riamente sobre toda la membrana plasmática22.



Cuando se agrega este ion y la UE se forma, co-mo muestra el aumento de la RET, parte de la en-zima se atrapa en el dominio apical (equivocado).Sin embargo, a pesar de la UE bien establecida,se elimina la enzima del apical y se dirigen nuevasenzimas hacia el basolateral. Otro mecanismo, lla-mado transcitosis, es responsable del traslado delas inmunoglobulinas, la insulina, las vitaminas, elhierro y aún las células enteras entre dos medioambientes sin alterar las composiciones de estosmedio ambientes. La transcitosis no es exclusivade las células epiteliales y endoteliales, también sepresenta en las neuronas y osteoclastos cultivados.

La transcitosis también está involucrada encondiciones patológicas. Por ejemplo, strepto-coccus pneumoniae liga específicamente a la plgRno clivada en la membrana apical y usa la maqui-naría de la transcitosis para invadir las célulasepiteliales.

Los virus neurotrópicos son capaces de cruzarla barrera hemato-encefálica para infectar las cé-lulas cerebrales. De esa manera, el virus de la ra-bia (RVG) liga específicamente al receptor de laacetilcolina, pasa por transcitosis a través del en-dotelio y llega a los tejidos del cerebro23.

La distribución polarizada de las moléculas que no depende de las UEs

La polarización de organismos unicelulares esuna muestra clara de que puede ocurrir totalmen-te independiente de las UEs. Si bien se han efec-tuado observaciones en diversos tipos celulares,mostrando una clara homología entre los meca-nismos involucrados, es prematuro mezclar lasobservaciones de diferentes sistemas.

LevadurasLas células de la levadura proliferan por ge-

mación (reproducción asexual donde uanprocióndel la célula es desprendida formadno un nuevoindividuo). Sería terriblemente ineficiente insertarlas moléculas necesarias en cualquier lado de lamembrana y dejar sus encuentros al azar. Por su-puesto, las levaduras dirigen estas moléculas alos sitios de gemación. Estudios genéticos hanencontrado un gran número de genes involucra-dos en estos procesos que brindan un modelo detrabajo para la polaridad celular24.

Las neuronasDesde Ramón y Cajal se reconoce que las neu-

ronas tienen una estructura asimétrica que resul-ta en estimulación "anterógrada". El axon tieneuna analogía molecular con la membrana epitelialapical (por ejemplo, la proteína GPI Thy-1, la he-maglutinina viral HA, los virus de la peste aviarestán expresados en ambos), y las dendritas conel dominio basolateral.

Aunque las neuronas no tienen UE, parece ha-ber un cerco funcional localizado en la membranadel segmento inicial axonal que previene la mezclade lípidos y proteínas. Este cerco está formado porla acumulación de proteínas de la membrana an-cladas al citoesqueleto submembrana y puede re-presentar un mecanismo universal de formaciónde barreras de difusión en la membrana celular25.

Linfocitos T y neutrófilosLa polarización de las células T es necesaria

para procesos como la migración, proliferación,activación en respuesta a la presentación de an-tígenos y la citotoxicidad de los leucocitos.

Cuando componentes de patógenos se exhi-ben sobre el complejo mayor de histocompatibi-lidad (MHC) la célula portadora de antígenos y lacélula T interactúan para formar un microdominioque se conoce como sinapsis inmunológica (SI).Esta estructura se forma inicialmente con una re-gión central de integrinas rodeada por un anillo decomplejos peptídicos MHC. En minutos esta or-ganización se invierte y resulta en una SI madu-ra que consiste en un grupo de receptores de cé-lulas T activados (TCRs) rodeado por un anillo dereceptores de adhesión26.

La SI es esencial para la activación correctade las células T y para la generación de una divi-sión asimétrica que produce las células efecto-ras y las células memoria.

Proteínas que juegan un rol importante en la polaridad celular

Esta sección se concentra en conjuntos promi-nentes de complejos proteicos que participan enla polaridad y que se activan a través de estímu-los espaciales asimétricos. Después de estos es-tímulos espaciales, los complejos proteicos con-servados por la evolución se distribuyen asimétri-camente y forman un andamio que interactúa conlos efectores corriente abajo, que consecuente-mente modifican los citoesqueletos de actina ytubulina y la maquinaría de organizar, promovien-do la división asimétrica de las células, la deter-minación del fenotipo celular y el establecimien-to de la polaridad apical-basal27.

Caenorhabditis elegans y las proteínas PAREl eje anterior-posterior (AP) de C. elegans se

especifica por la entrada del espermatozoide enel huevo y se establece en el embrión unicelulara través de la reorganización de estructuras cito-plasmáticas y corticales. La pesquisa genética enC. elegans buscando mutaciones letales de efec-to materno que interrumpen esta especificación deeje identificó seis genes llamados par (partición de-fectiva) y una proteína quinasa C3 (pkc3) que co-difica una proteína quinasa C atípica (aPKC).



La distribución asimétrica de las proteínas PARtransforma un estímulo espacial en coordinadasposicionales estables que dirigen la localizaciónde factores citoplasmáticos28,29,30.

DrosophiliaDespués del descubrimiento de las proteínas

PAR en C. elegans, estudios subsecuentes reve-laron funciones de estas proteínas conservadaspor la evolución en otros organismos. Asimismo,estudios llevados a cabo mayormente en la mos-ca de la fruta mostraron otros dos grupos protei-cos (el complejo Crb y el grupo Scrib) que regu-lan la polarización celular31.

MamíferosEn células epiteliales mamíferas completamen-

te polarizadas, el complejo PAR-aPKC (PAR 3-aPKC-PAR6) está localizado en la región de la UE.El rol de dicho complejo en la generación de la po-larización ha sido confirmado en varios sistemascelulares32.

El complejo Crb en las células mamíferasEn los epitelios de mamíferos, la PALS1 actúa

como un adaptador que media la interacción in-directa entre la CRB y la PATJ localizadas en lasUEs. Este complejo es importante para la biogé-nesis de la polaridad epitelial. La sobre expresiónde la CRB3 o la inhibición de la PATJ y PALS1atrasan la formación de las UEs y disrrumpen lapolaridad celular.

Es posible que estos efectos se deban a las in-teracciones entre los complejos PAR-aPKC yCrb33,34. Los dos complejos pueden asociarse conotros a través de la interacción PALSI-PAR6 y es-ta asociación se aumenta por Cde42 activado.

El grupo Scrib en las células mamíferasLas proteínas SCRIB, DLG y LGL están alta-

mente conservadas en Drosophilia y mamíferos;se localizan en la membrana lateral. Existe ciertaevidencia de su participación en la generación depolaridad.

Durante la polarización celular en células cul-tivadas, la LGL mamífera antagoniza con el com-plejo PAR-aPKC porque compite con la PAR3 porel ligamiento al complejo aPKC-PAR6. Cuando laadhesión célula-célula activa la aPKC a través deCdc42, la aPKC fosforila, libera LGL y permite laformación del complejo PAR-aPKC.

La disrupción de polaridad producida por al-gunos virus oncogénicos podría potenciarse porefectos de proteínas virales sobre las proteínasde polaridad. Por eso, las proteínas E6 del virusdel papiloma humana (HPV) de alto riesgo puedenllevar a la degradación de SCRIB y DLG1 de for-ma dependiente del proteasoma35,36.

El complejo exocystEl complejo exocyst es un complejo de 8 pro-

teínas que está involucrado en la exocitosis po-larizada desde las levaduras a los mamíferos. Selocaliza en el sitio de gemación de la levadura, lasinapsis neuronal y las UEs. Cuando se estable-cen contactos célula-célula después del agrega-do de Ca2+, el exocyst ensambla y es reclutadoa las UEs, en una región activa vasolateral de laexocitosis37.

Síntesis y ensamblaje de la UELos filamentos de la UE están compuestos en

su mayor parte por dos diferentes tipos de pro-teínas: las ocludinas y las claudinas que traspa-san la matriz lipídica cuatro veces, y las proteínasJAM que pertenecen a la superfamilia IG y sólocruzan la membrana plasmática una vez. Por elotro lado, las proteínas zonula occludens (Zo-1,-2 y -3), que pertenecen a la familia MAGUK, sonmiembros de la UE que forman un andamio sub-membrana a través de múltiples interacciones deproteína-proteína. Hay otros miembros de la fami-lia MAGUK, como la Pals1, PAR3, PAR6, y facto-res de transcripción, como ZONAB, y quinasas, co-mo la PKC, PKA, etc.

Cuando se mantienen las células en un mediobajo en Ca2+, no se forman los complejos de ad-hesión. El agregado de Ca2+ genera el fenotipodel transporte epitelial (UEs + polaridad) que ac-tua al nivel del segmento extracelular de E-cad-herina a través de una serie de eventos que invo-lucran dos diferentes proteínas G, PLC, PKC ycalmodulina.

Actuando en conjunto, estas interacciones in-tra y extracelalares son la base para muchas fun-ciones de la UE, como la morfogénesis, la diferen-ciación, el control de crecimiento, etc.

La E-cadherina puede estimular la polarizaciónya que su transfección en fibroblastos induce elmovimiento de la Na-K-ATPasa desde una distri-bución uniforme sobre la membrana plasmáticaa sitios de contacto de célula-célula de una ma-nera que hace acordar a las células epiteliales depolarización.

En la siguiente sección nos concentramos enlos estudios fundamentales que trataron sobre elmecanismo molecular que es responsable de di-rigir las proteínas de la membrana hacia las UEs.

OcludinasLa ocludina se localiza en la UE y se asocia

directamente con la ZO1. Los primeros estudiossugirieron que la asociación de la ocludina conlos citoesqueletos subyacentes a través de la ZO-1 era necesaria para su localización en las UEs.Más tarde, estudios que usaron quimeras ocludi-na del dominio citoplasmático C-terminal de la



con las porciones transmembranas de conexinasugerieron un rol importante de las proteínas ci-toplasmáticas, probablemente la ZO-1, ZO-2 yZO-3, en la ubicación de la ocludina en las fibri-las de las UEs38.

ClaudinasLas claudinas (cln), una familia de proteínas

transmembranas, son los componentes más im-portantes de las UE epiteliales y endoteliales. Eldominio C-terminal intracelular de las claudinas seune a través de PDZ a varias proteínas asociadasa las UEs.

Los determinantes más importantes para la in-corporación estable de las claudinas en la UE seencuentran en una secuencia C-terminal citoplas-mática que hasta ahora no fue implicado en inte-racciones específicas de proteína-proteína39.

JAMLa molécula de adhesión de unión (JAM) es

una proteína de la membrana integral que se co-localiza con las proteínas de la UE ocludina, ZO-1 y cingulina. Por lo tanto, la transfección de cé-lulas de ovario de hámster chino (CHO) con JAM(solas o en combinación con ocludina) resulta enuna más fuerte ubicación en la unión tanto de laZO-1 endógena como de la ocludina co-transfec-tada40.

ZOsLa ZO-1 no se encuentra normalmente en la

membrana plasmática lateral. Sin embargo, en lamayoría de los epitelios polarizados, una fracciónimportante de las proteínas de la membrana, co-mo las ocludinas y las claudinas, se encuentrannormalmente en la membrana plasmática lateral,aunque no están organizados en cadenas.

Las proteínas ZO juegan un rol importante enel reclutamiento y la ubicación de la ocludina, laclaudina y el complejo CRB en las UEs.

Recientemente se mostró que la ZO-1 contro-la la ubicación de las proteínas de la membranaintegral de las UEs con señales complejas de li-gamiento y targeting proteíco dentro de la regiónSH3-U5-GUK-U6 de esta proteína de andamio.

La ZO-1 juega un rol crucial no sólo en la for-mación de la UE, pero también en la conversiónde UAs “fibroblásticas” en UAs “polarizadas epi-teliales” durante la polarización epitelial. Estasobservaciones apoyan de manera convincente lahipótesis de que la ZO-1 juega un rol de andamiodirecto en la organización de las proteínas en laUE y la UA41.

PATJLa PATJ se localiza en la UE donde interactúa

con la ZO-3 a través del sexto dominio PDZ y con

la claudina-1 a través del octavo dominio PDZ.Se comprobó que la PATJ que no tiene el sexto do-minio PDZ se ubica de una manera errónea lejosde los contactos celulares. Por lo tanto, la inte-racción PATJ/ZO-3 es probablemente importantepara el reclutamiento de PATJ y sus proteínas aso-ciadas en las UEs. MUPPI, un parálogo de PATJ,contiene 13 dominios PDZ e interactúa tambiéncon proteínas de la UE, incluyendo las claudinasy las JAM42.

Las UE y la polaridad que cambian en respuesta a necesidades fisiológicas y condiciones farmacológicasCambios en la polaridad en células epiteliales

Las UE y la polaridad son fuertemente resilen-tes a las deformaciones del epitelio, la prolifera-ción, diferenciación, migración y diapédesis deleucocitos, cambios en la arquitectura tisular queacompañan la embriogénesis y el desafío hormo-nal, etc. Muchos de estos fenómenos han sidoreproducidos en laboratorios y se pueden usarpara investigar el desafío farmacológico y condi-ciones patológicas.

Algunas observaciones muestran el alto gra-do de plasticidad de la polaridad y el rol de estí-mulos espaciales (por ejemplo, el contacto conla matriz extracelular) que sirven como señalespara segregar los componentes apicales y baso-laterales.

Estos cambios en polaridad pueden jugar un rolfisiológico crucial. La regulación ácido/básico enel organismo requiere una adaptación drástica delas células renales, que a su vez se adaptan a tra-vés de la expresión de dos formas inconvertiblesde células intercaladas (IC): _-IC, que expresanH+-ATPasa en el dominio apical y la proteína band-3 en el basolateral, y _-IC que expresan la pola-ridad opuesta. Cambios en pH inducen esta inver-sión de polaridad a través de la secreción de hen-sina y su polarización por galectina-143,44.

Ajuste epitelial a cambios del medio ambienteAlgunas células epiteliales tienen que lidiar

con medio ambientes que pueden cambiar de ma-nera drástica en poco tiempo. Este es el caso delas células epiteliales en el intestino que estánexpuestas a las vicisitudes de la ingesta de comi-da y la digestión y las células epiteliales en el ne-frón que se han adaptado a deshidratación gra-ve y de repente el animal bebe una gran cantidadde agua. Se supone que estas adaptaciones in-volucran cambios en el fenotipo del transporteepitelial. De esa manera hemos encontrado que laorina contiene el factor de crecimiento epidermal(EGF) que, antes de ser excretado, estuvo en con-tacto con diferentes segmentos del nefrón. El tra-tamiento de monocapas de células MDCK con



EGF incrementa la RET a través de la reducciónde la expresión de claudina-2 y el aumento declaudina-4. Este factor también cambia la locali-zación de claudinas -4 y -7 sobre el dominio la-teral y sugiere que regula la distribución polari-zada de diferentes proteínas45,46.

Morfogénesis de la luz intercelularLas células MDCK que se mantienen en un me-

dio bajo en Ca2+ no forman complejos de adhesión,pero acumulan proteínas apicales en una organe-la intracelular llamada el “compartimiento apicalvacuolar” (VAC) y acumulan proteínas basolatera-les en una vacuola similar (VBLC). En esta etapa,los microtúbulos de las células MDCK radian des-de el centro de la célula hacia la membrana plas-mática. La inducción de contactos célula-célula deE-cadherina a través del agregado de Ca2+ reo-rienta el citoesqueleto de microtúbulos que se ha-ce paralelo al substrato e induce la fusión de losVACs con la membrana plasmática. De esta mane-ra, las células vecinas forman una luz intercelulartransitoria rodeada por membranas apicales. Loshepatocitos son un buen ejemplo de este proceso.Más adelante, el agrandamiento de la membrana la-teral parece alejar la UE de la membrana basal, losmicrotúbulos son aún más reorientados a una po-sición perpendicular al soporte y las células obtie-nen un fenotipo epitelial columnar. En los primerospasos después de la formación de la luz interce-lular, proteínas apicales nuevamente sintetizadas seorganizan a través de la transcitosis que es pare-cida al sistema de organización de los hepatocitos.Después de la reorientación de los microtúbulos yla adquisición del fenotipo columnar, la entrega deproteínas se dirige directamente a la membranaapical. Estos procesos están controlados pro laserina/tyrosina kinasa PAR 1b.

Durante el desarrollo de quistes en cultivos tri-dimensionales, el complejo anexina2-Cdc42-aPKC,que se recluta en los dominios apicales enrique-cidos en PI P2 con la fosfatasa PTEN, controla laformación de la luz47,48,49.

Una bacteria pide la puerta que necesita para entrar en la célula

La Pseudomona aeruginosa entra en la célulaa través del lado lateral. Sin embargo, llega a tra-vés de la luz del tracto digestivo y solamente “ve”el lado apical de las células intestinales. Es inte-resante que en el momento del contacto entre es-ta bacteria y el dominio apical, el citoesqueleto pa-se por un proceso de crecimiento que transformauna zona de la membrana apical en una zona dela membrana basolateral al requerir la participa-ción de fosfatidilinositol 3-quinasa (P13K), unaenzima que produce PIP3, como si fuera en el la-do basolateral. Después de esta transformación lo-

cal de un microdominio del polo apical en una zo-na en el lado basolateral, el microorganismo tie-ne su puerta para entrar en el organismo.

Comentarios finalesLos metazoans dependen de una multitud de

flujos altamente específicos de sustancias entremuchos compartimientos, como la sangre, los lí-quidos linfático y raquídeo espinal, como tambiénlos diferentes líquidos que contienen el ojo, lasglándulas salivares, la vesícula biliar, el intestino,el filtrado glomerular, etc. Las células que operanestos cambios a través de los epitelios y endote-lios comparten un fenotipo básico constituido porlas UEs y la polaridad. Las dos tienen en sus cé-lulas la habilidad de darle a una región de su mem-brana moléculas específicas, una propiedad fun-damental que los organismos unicelulares ya ha-bían desarrollado. Ella depende del trabajo decomplejos moleculares ancestrales que recono-cen, retienen, ensamblan o entregan moléculas ycomponen un tipo de red intercomunicada ínti-mamente ligada al citoesqueleto. Mientras que seestá descubriendo el patrón general de estos me-canismos encontramos una variedad de enferme-dades que se deben a su disfunción y concebimosherramientas farmacológicas para aliviarlas.

AgradecimientoAl Dr. J. Raúl Grigera, Profesor Titular de Biofísi-

ca Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Na-cional de La Plata. Investigador Superior del CONI-CET. Director del Instituto de Física de Líquidos ySistemas Biológicos (IFLYSIB) CONICET, La Plata-UNLP-CIC, por su colaboración en la edición de estetrabajo.

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