La dendrina es una proteína neuronal y renal cuya función exacta aún no está del todo clara; sin embargo, su ubicación en el cerebro y los riñones es bien conocida, al igual que algunos de los procesos neuronales a los que afecta. Dentro del cerebro, la dendrina se puede encontrar en las neuronas y se asocia principalmente con la falta de sueño . La falta de sueño hace que aumenten los niveles de dendrina en algunas áreas del cerebro, pero este aumento es insignificante y, en total, la falta de sueño provoca una disminución de la forma proteica y del ARNm de la dendrina. [1] Junto con otras dos proteínas, MAGI/S-SCAM y α-actinina, la dendrina está relacionada con la plasticidad sináptica y la formación de la memoria en el cerebro. [2] También se ha demostrado que los niveles de nicotina tienen un efecto sobre la expresión de dendrina en el cerebro. Aunque, a diferencia de la falta de sueño, la nicotina aumenta el nivel general de dendrina. [3] Originalmente se pensaba que era una proteína específica del cerebro, ahora hay evidencia que sugiere que la dendrina también se encuentra en los riñones. [4] La dendrina se utiliza para detectar glomerulopatía o enfermedad renal, según su ubicación en los riñones. [5] Dentro de los riñones también actúa para prevenir la pérdida de proteínas en la orina. [6] La mayoría de los estudios e información sobre la dendrina se refieren específicamente a cerebros de ratas o ratones.
La dendrina tiene una estructura similar en ratones, ratas y humanos. [6] La proteína está compuesta por 2067 nucleótidos , es hidrófila y es rica en el aminoácido prolina . La dendrina es un sustrato de la proteína quinasa que se compone de múltiples sitios de consenso para la fosforilación por la proteína quinasa C, la caseína quinasa 11, las quinasas dependientes de cAMP y dependientes de prolina y la tirosina quinasa . Sorprendentemente, la estructura de la proteína no tiene ningún patrón de estructura secundaria , como regiones largas de hélices α o láminas β. [1] La dendrina, apropiadamente nombrada, en su forma de ARNm se encuentra a menudo en las dendritas de las neuronas. [3] La estructura única de la dendrina le permite participar en muchos procesos diferentes, como la plasticidad sináptica en el cerebro y la detección de enfermedades en los riñones.
La dendrina fue descubierta originalmente en neuronas de rata y codificada por la transcripción específica del cerebro 464 por M. Neuner-Jehle. En 1996, se probaron 6 ratas utilizando anticuerpos anti-dendrina policlonales de conejo purificados por afinidad . Usando esta técnica se identificaron dos proteínas diferentes, una de las cuales era dendrina. La expresión de dendrina se midió en ratas privadas de sueño y en ratas de control. Neuner-Jehle descubrió que cuando las ratas estaban privadas de sueño, los niveles de dendrina disminuyeron. Neuner-Jehle también estudió la ubicación de la expresión de dendrina tiñendo secciones del cerebro y pudo mostrar las áreas que eran más ricas en dendrina. Lo más notable es que la mayor cantidad de proteína se encontró en el prosencéfalo y el hipocampo . Después de este estudio inicial, se asumió que la dendrina se encontraba solo en el cerebro. [1] Sin embargo, en 2006, Kawata et al. descubrieron que la proteína dendrina también se encuentra en los riñones. Un análisis de ADNc de riñón mediante dos híbridos de levadura demostró encontrar dendrina en los podocitos del riñón , donde se conecta a las proteínas del citoesqueleto : SS-SCAM y CIN85. [4]
Actualmente se sabe que la dendrina se encuentra en el cerebro y los riñones, pero no se expresa en todas partes en estos dos órganos. La dendrina solo se ha encontrado en una parte muy específica del cerebro y en partes específicas de los riñones. Dentro del cerebro, la dendrina se encuentra normalmente en el prosencéfalo y el hipocampo y en los riñones, la dendrina se encuentra normalmente en el diafragma de hendidura y los podocitos . Se cree que la ubicación de esta proteína puede afectar directamente a su función, tanto en el cerebro como en los riñones.
La dendrina es una proteína postsináptica [4] que se encuentra en el prosencéfalo y el hipocampo. Específicamente en el prosencéfalo, la dendrina se encuentra en la corteza cerebral y las áreas subcorticales del prosencéfalo y el mesencéfalo (SFMA). [1] La dendrina aún no se ha encontrado en otras partes del cerebro, pero es muy abundante en las partes del cerebro donde se sabe que se expresa. Dentro de estas ubicaciones conocidas en el cerebro, la dendrina está asociada con el citoesqueleto de actina . [7] La dendrina se encuentra en el cuerpo celular de la neurona y sus dendritas . [8] Esta es la parte de la célula que la ayuda a retener su estructura y mover otras moléculas a través de la célula. MAGI/S-SCAM es un componente del citoesqueleto que se utiliza para mantener la dendrina en el citoplasma de una neurona y evita que la proteína se difunda hacia el núcleo . Debido a esta ubicación en la neurona, se cree que la dendrina está involucrada en la señalización retrógrada desde la sinapsis hasta el núcleo. [2] Esta forma de señalización es la inversa de la señalización neuronal normal, de modo que en lugar de que la señal pase del núcleo a la sinapsis, pasa de la sinapsis al núcleo.
La dendrina también se expresa durante la glomerulogénesis del ratón. La proteína se expresa generalmente durante la etapa temprana de asa capilar de la glomerulogénesis y crea un patrón lineal en el lado epitelial de estas asas. En los riñones maduros normales, la dendrina se encuentra solo en los podocitos cerca del diafragma de hendidura. [7] Los podocitos son células epiteliales en los riñones que no se dividen fácilmente y actúan como una barrera que previene la pérdida de proteínas urinarias. [5] [6] La dendrina interactúa con S-SCAM (utilizada en la organización de sinapsis) y CIN85, dos proteínas de andamiaje en los riñones. Dentro de este órgano, las funciones de la dendrina incluyen la prevención de la pérdida de proteínas urinarias y la formación de redes de interacción proteína-proteína en las espinas dendríticas . [6] [4]
El diafragma de hendidura es una parte de los riñones que regula la ultrafiltración renal . [9] En concreto, forma parte del filtro glomerular, que separa la sangre de la orina. El diafragma de hendidura es una lámina molecular muy fina que filtra principalmente las proteínas plasmáticas y separa los procesos del pie de los podocitos glomerulares . [10] El diafragma de hendidura está unido al citoesqueleto de actina de la célula. La dendrina se asocia regularmente con el diafragma de hendidura porque la proteína dendrina se encuentra en estos podocitos. [7] [10]
Aunque no se conoce la función exacta de la dendrina, hay una gran cantidad de datos que muestran a qué procesos contribuye y potencialmente regula. La dendrina normalmente se ve afectada por diferentes comportamientos. El estudio más común en ratas es que la dendrina disminuye con la privación prolongada del sueño y aumenta con la ingesta aguda de nicotina . Dentro del cerebro, la dendrina interactúa con la α-actinina en las espinas dendríticas postsinápticas. [7] Juntos, MAGI/S-SCAM, la α-actinina y la dendrina forman un complejo terciario en los sitios neuronales postsinápticos. Este trío de proteínas ayuda a conectar una red filamentosa densa (densidad postsináptica o PSD) al citoesqueleto de la espina y también está vinculado a la plasticidad sináptica y la formación de la memoria . [2] Además, la proteína se une a la nefrina y al CD2AP dentro de los riñones, donde puede ayudar con las vías de señalización intracelular. En combinación con el diafragma de hendidura, la dendrina ayuda a prevenir la pérdida de proteínas urinarias. [6]
Cuando se descubrió originalmente la dendrina, se asoció con la privación del sueño . La falta de sueño provoca una disminución en las concentraciones de ARNm de dendrina incluso después de solo 24 horas sin dormir. Hay un ligero aumento en el ARNm de dendrina en el hipocampo causado por la privación del sueño, aunque es muy mínimo. Dentro de la corteza cerebral , las concentraciones de ARNm de dendrina permanecen sin cambios. Aunque algunos niveles de dendrina en el cerebro aumentan o permanecen sin cambios cuando ocurre la privación del sueño, en general los niveles de dendrina disminuyen. A través de múltiples estudios se encontró que existe una correlación entre los niveles de dendrina y la privación del sueño. [1] Dado que aún no está claro qué papel juega la dendrina en el cerebro, no está claro cómo los procesos en los que participa la dendrina se ven afectados por la falta de sueño.
Los niveles de ARNm de dendrina aumentan con el uso de nicotina en los cerebros de ratas adolescentes; sin embargo, estos mismos niveles de proteína no cambian en ratas adultas. También se ha demostrado que la expresión de dendrina no se altera con la cocaína o al colocar al sujeto en un entorno nuevo o diferente. Las proteínas con las que la dendrina se asocia típicamente tienden a ser proteínas que están vinculadas con la modificación sináptica y el aprendizaje. La expresión de dendrina con incluso una pequeña cantidad de nicotina podría alterar estos procesos y funciones. El aumento de la expresión de dendrina causado por el uso de nicotina se encuentra principalmente en la región del prosencéfalo de las ratas. También se encuentra un aumento adicional del ARNm de dendrina en el cuerpo estriado. [3]
El trío de proteínas MAGI/S-SCAM, α-actinina y dendrina ayuda a conectar la densidad postsináptica (PSD) con el citoesqueleto de la columna vertebral. La síntesis restringida espacialmente de dendrina contribuye a la regulación del citoesqueleto sináptico . El citoesqueleto postsináptico, a su vez, está involucrado en la plasticidad sináptica y la formación de la memoria , lo que sugiere que la expresión de dendrina desempeña un papel en estas dos funciones cerebrales. [2] Si la sinapsis está dañada, este trío de proteínas puede desempeñar un papel en su capacidad para recuperar la función o que la función sináptica sea asumida por otra parte del cerebro. La participación de la dendrina en la formación de la memoria también sugiere que las influencias externas como la falta de sueño o el consumo de nicotina pueden alterar o afectar la forma en que se forman o almacenan los recuerdos.
La regulación negativa de la dendrina se debe a la falta de sueño, que reduce la cantidad de dendrina en la neurona. [1] La falta de sueño provoca la regulación más notable y, si bien no provoca una disminución del ARNm y la proteína de la dendrina en todo el cerebro, el cambio más significativo en los niveles de dendrina es una disminución general. La dendrina está regulada en los riñones por CD2AP, que ayuda al movimiento de la dendrina hacia el núcleo del podocito . Este movimiento ocurre principalmente cuando se produce una lesión o muerte celular en las células epiteliales del podocito. [10]
Cuando hay una lesión glomerular en los riñones, la proteína dendrina se reubica en el núcleo del podocito en el diafragma de hendidura. El movimiento de esta proteína al podocito está asociado con la apoptosis del podocito . Hay pruebas de que la acción de una célula de podocito que se autodestruye hace que la dendrina se mueva al núcleo. El daño a los podocitos hace que el diafragma de limo colapse y se formen uniones estrechas , o conexiones entre células. Se ha demostrado que la dendrina está involucrada en la promoción de la apoptosis de los podocitos. [10] La apoptosis conduce a una disminución de las células epiteliales del podocito que causa proteinuria y podría culminar en glomeruloesclerosis . Esta reubicación de la dendrina puede ayudar potencialmente a diagnosticar cualquier daño renal o enfermedad renal. Las ubicaciones de la dendrina en los riñones pueden ayudar a determinar la etapa de la glomeruloesclerosis y cuántos podocitos se han perdido por apoptosis. [5]