DIVULGACIÓN

¿Qué son las canalopatías?


Un elemento esencial de la fisiología celular es la comunicación entre las células y el medio que las rodea. El intercambio de iones entre el medio intracelular y extracelular es fundamental para que las células lleven a cabo procesos metabólicos y funcionales. Este tipo de comunicación celular se regula por medio de los canales iónicos, proteínas que atraviesan la membrana de las células y permiten el paso de iones (átomos con carga eléctrica) a través de ella, determinan el equilibrio electrolítico, el volumen celular y las propiedades eléctricas de la membrana celular. Los canales iónicos son elementos imprescindibles en todas las células de los organismos, particularmente en las células musculares, nerviosas y cardiacas, debido a que generan y propagan los impulsos eléctricos que gobiernan y determinan su correcto funcionamiento. Las canalopatías son condiciones patológicas (enfermedades) originadas por alteraciones en la función de los canales iónicos, dichas alteraciones pueden ser adquiridas o heredadas. Las causas de las canalopatías adquiridas pueden ser:

  • Por toxinas producidas por algunos animales e insectos, que ocluyen o dejan abiertos determinados canales iónicos.
  • Por fenómenos autoinmunes, donde los anticuerpos atacan algún canal iónico.
  • por agentes farmacológicos, es decir, medicamentos que producen efectos colaterales al interferir con la función de algún canal iónico.

El origen de las canalopatías hereditarias está determinado por defectos genéticos en uno o varios canales iónicos (mutaciones genéticas).
Las canalopatías pueden afectar a diferentes órganos, como el músculo esquelético (parálisis periódicas, miotonías, hipertermia maligna), el sistema nervioso central (migraña hemipléjica familiar, ataxias episódicas, algunas formas de epilepsia) el corazón (síndrome de QT largo congénito, síndrome de Brugada, taquicardia ventricular catecolaminérgica). Las canalopatías cardiacas son responsables de la mayor parte de las arritmias cardíacas hereditarias y de muchas de las muertes súbitas sin cardiopatía asociada. La industria farmacéutica privada ha enfocado su atención hacia la creación de medicamentos para compensar los problemas ocasionados por canales iónicos alterados. Hasta ahora, algunas de las canalopatías han respondido positivamente a compuestos estabilizadores de membrana, pero la singularidad de los canales iónicos tiene gran potencial para terapias dirigidas.



La técnica de patch-clamp


La técnica de patch clamp permite caracterizar las propiedades biofísicas de los canales iónicos, y es considerada como el “estándar de referencia” para el estudio funcional de los mismos.
Los registros electrofisiológicos mediante la técnica de patch-clamp se logran al posicionar un microelectrodo (micropipeta) sobre la membrana de una célula de interés y se aplica una ligera succión que permite formar un sello de alta resistencia (1 – 100 gigaohms) entre la punta del microelectrodo y la membrana celular. Dependiendo de los objetivos a evaluar se pueden obtener las siguientes configuraciones:

  • Célula adherida (cell-attached) se mantiene la integridad de la membrana celular
  • Célula entera (whole –cell) se rompe el microparche de membrana y se dializa el medio intracelular con la solución contenida en el microelectrodo
  • Parte interna hacia afuera (inside-out patch) queda expuesta la parte interna del microparche de la membrana hacia afuera del microelectrodo
  • Parte externa hacia afuera (outside-out patch) queda expuesta la parte externa del microparche de membrana hacia afuera del microelectrodo
Las aplicaciones de la técnica de patch-clamp incluyen:
  • Registros electrofisiológicos en fijación de corriente
  • Registros electrofisiológicos en fijación de voltaje
  • Registros electrofisiológicos de canal unitario
  • Farmacología de canales iónicos (curvas dosis-respuesta)
  • Caracterización de la dependencia al voltaje
  • Activación mecánica de canales iónicos


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