Localización por imagen de alta resolución del sistema cannabinoide endógeno en la mitocondria del músculo estriado de roedor

Abstract

El sistema endocannabinoide es un sistema modulador versátil que se encuentra ampliamente distribuido en el sistema nervioso central (Chevaleyre y cols., 2006; Mackie, 2008; Heifets y Castillo, 2009; Kano y cols., 2009; Castillo y cols., 2012; Kano, 2014). Este sistema está compuesto por los cannabinoides endógenos o endocannabinoides (los principales son la anandamida y 2-araquidonil-glicerol-2-AG) que activan los mismos receptores de cannabinoides que los componentes psicoactivos del cannabis, así como los enzimas de síntesis y degradación de los endocannabinoides (Howlett y cols., 2002; Freund y cols., 2003; Mackie, 2008; Pertwee y cols., 2010) y los sistemas de transporte selectivos, como el recientemente identificado para anandamida (Fu y cols., 2011). Muchos de los efectos de los cannabinoides y endocannabinoides están mediados por los receptores CB1 y CB2 unidos a proteínas G de carácter inhibidor (Gi y Go), habiendo además otros receptores como el GPR55 activado por endocannabinoides (Ryberg y cols., 2007; Mackie, 2008; Pertwee y cols., 2010), o el receptor TRPV1 (Micale y cols., 2009).Los receptores CB1 también están presentes en órganos periféricos, como el músculo esquelético, hígado, páncreas o grasa, donde participan en las funciones celulares y en el metabolismo energético (Piomelli, 2003; Silvestri y Di Marzo, 2013); de tal manera, la deficiencia genética o el bloqueo farmacológico de los receptores CB1 tiene un efecto beneficioso en ciertas alteraciones metabólicas, tales como la obesidad y el síndrome metabólico (Vickers y cols., 2003; Pagotto y cols., 2006; Nam y cols., 2012; Silvestri y Di Marzo, 2013). Por otra parte, datos recientes obtenidos en nuestro laboratorio han demostrado la existencia de CB1 en membranas de mitocondrias de neuronas del hipocampo de ratón, cuya activación regula la respiración celular y la producción de energía (Benard et al., 2012). Sin embargo, se desconoce si CB1 está localizado en mitocondrias de la periferia. En base a estos antecedentes, nuestra hipótesis sostiene que los receptores CB1 distribuidos en órganos periféricos podrían estar localizados en las mitocondrias del músculo, al igual que ocurre en el cerebro. El objetivo de este Proyecto de Tesis Doctoral es investigar la existencia de CB1 y de elementos clave del sistema endocannabinoide en mitocondrias del músculo estriado, un órgano en el que este sistema ha sido identificado (Crespillo et al., 2011). Con este fin, utilizaremos anticuerpos altamente específicos frente a CB1 y proteínas relacionadas en combinación con un método de preinclusión de inmuno-oro intensificado con plata. La visualización de la localización proteica será por medio de técnicas de imagen de alta resolución. Los tejidos a estudiar serán los músculos estriados gastrocnemio, abdominal y cardiaco extraídos tras la perfusión transcardiaca de una solución fijadora a ratones silvestres (CB1-WT) y mutantes que carecen constitutivamente del gen que codifica CB1 (CB1-KO). Si se confirma la hipótesis de partida, los datos anatómicos de este trabajo Doctoral permitirán a posteriori determinar si la presencia de CB1 en mitocondrias musculares participa en la regulación intracelular del metabolismo, a través del control de las funciones mitocondriales.