Cotransportador sodio-yoduro, Captación de yodo, Inhibición, Reglamento de la captación de yodo, NIS en enfermedades de la tiroides, Uso del gen NIS en terapias con yodo radioactivo



El cotransportador de sodio/yoduro, también conocido como sodio/yoduro de cotransportador o de la familia 5 de transportadores de solutos, miembro 5 es una proteína que en los humanos está codificada por el gen SLC5A5. El cotransportador de sodio/yoduro es una glicoproteína transmembrana con un peso molecular de 87 kDa y 13 dominios transmembrana, que transporta dos cationes de sodio por cada anión yoduro en la célula. NIS mediada por la captación de yoduro en las células foliculares de la glándula tiroides es el primer paso en la síntesis de la hormona tiroidea.

Captación de yodo

La captación de yodo mediada por las células foliculares tiroideas desde el plasma sanguíneo es el primer paso para la síntesis de hormonas tiroideas. Este yodo ingerido se une a las proteínas séricas, sobre todo a las albúminas. El resto del yodo que permanece no enlazados y libres en el torrente sanguíneo, se retira del cuerpo a través de la orina.

La captación de yodo es el resultado de un mecanismo de transporte activo mediado por la proteína NIS, que se encuentra en la membrana basolateral de las células foliculares tiroideas. Como resultado de este transporte activo, concentración de yoduro en el interior de las células foliculares de tejido de la tiroides es de 20 a 50 veces mayor que en el plasma. El transporte de yoduro a través de la membrana de la célula es impulsada por el gradiente electroquímico de sodio. Una vez dentro de las células foliculares, el yoduro se difunde a la membrana apical, donde se oxida metabólicamente a través de la acción de la peroxidasa tiroidea para iodinium que a su vez iodinates residuos de tirosina de las proteínas de tiroglobulina en el folículo del coloide. Por lo tanto, NIS es esencial para la síntesis de hormonas tiroideas.

Además de las células tiroideas NIS también se puede encontrar, aunque menos expresado, en otros tejidos, como las glándulas salivales, la mucosa gástrica, los riñones, la placenta, los ovarios y las glándulas mamarias durante el embarazo y la lactancia. NIS expresión en las glándulas mamarias es todo un hecho relevante, ya que la regulación de la absorción de yodo y su presencia en la leche materna es la principal fuente de yodo para un recién nacido. Tenga en cuenta que la regulación de la expresión de NIS en la tiroides se realiza por la hormona estimulante de la tiroides, mientras que en la mama se realiza mediante una combinación de tres moléculas: la prolactina, la oxitocina y estradiol.

Inhibición

Algunos aniones como perclorato, pertecnetato y tiocianato, pueden afectar la captura de yodo por inhibición competitiva, ya que pueden utilizar el symporter cuando su concentración en el plasma es alta, a pesar de que tienen menos afinidad por NIS que el yoduro tiene. Muchos glucósidos de plantas, que son los pesticidas importantes, también actúan mediante la inhibición de NIS en una gran parte de las células animales de herbívoros y parásitos y no en las células vegetales.

Reglamento de la captación de yodo

Los mecanismos de transporte de yodo están estrechamente sometidos a la regulación de la expresión de NIS. Hay dos tipos de regulación en la expresión de NIS: la regulación positiva y negativa. Positiva de la regulación depende de TSH, que actúa por mecanismos transcripcionales y post-traduccional. Por otro lado, la regulación negativa depende de las concentraciones plasmáticas de yoduro.

Regulación transcripcional

A nivel transcripcional, TSH regula la función de la tiroides a través de AMPc. TSH primero se une a sus receptores que se unen a las proteínas G, y a continuación, induce la activación de la enzima adenilato ciclasa, lo que elevará los niveles intracelulares de AMPc. Esto puede activar el factor de transcripción CREB que se unirá a la CRE. Sin embargo, esto no puede ocurrir y, en cambio, el aumento de AMPc puede ser seguido por la activación de PKA y, como resultado, la activación del factor de transcripción Pax8 después de la fosforilación.

Estos dos factores influyen en la actividad de transcripción de NUE, que es esencial para iniciar la transcripción de NIS. Nues actividad depende de 4 sitios relevantes que han sido identificados por el análisis mutacional. El Pax8 factor de transcripción se une en dos de estos sitios. Pax8 mutaciones conducen a una disminución en la actividad transcripcional de NUE. Otro sitio de unión es la CRE, donde el CREB se une, participando en la transcripción de NIS.

En contraste, factores de crecimiento tales como el IGF-1 y TGF-suprimir la expresión del gen NIS, no dejar que NIS localizar en la membrana.

Regulación postraduccional

La TSH también puede regular la absorción de yoduro en un nivel postraduccional, ya que, si es ausente, el NIS puede recurrir de la membrana basolateral de la célula al citoplasma en el que ya no es funcional. Por lo tanto se reduce la absorción de yoduro.

Además, la expresión de NIS puede ser regulada de una manera negativa: altas concentraciones de yoduro en el torrente sanguíneo se reducen considerablemente los niveles de expresión de NIS, la inhibición de la captación de yodo y transporte activo de este ión. En contraste, los bajos niveles de yoduro de provocarán un aumento en la cantidad de NIS en la membrana celular, y por lo tanto estimular la captación de yoduros. Todos juntos Esto se conoce como el efecto de Wolff-Chaikoff.

NIS en enfermedades de la tiroides

La falta de yoduro de transporte dentro de las células foliculares tiende a causar bocio. Hay algunas mutaciones en el ADN de NIS que causan hipotiroidismo y dishormonogénesis tiroides.

Por otra parte, los anticuerpos anti-NIS se han encontrado en enfermedades autoinmunes de tiroides. El uso de pruebas de RT-PCR, se ha demostrado que no hay expresión de NIS en células de cáncer. Sin embargo, gracias a las técnicas de inmunohistoquímica se sabe que NIS no es funcional en estas células, ya que se localiza principalmente en el citosol, y no en la membrana basolateral.

También hay una conexión entre la mutación V600E del oncogén BRAF y cáncer de tiroides papilar que no se puede concentrar yodo en sus células foliculares.

Uso del gen NIS en terapias con yodo radioactivo

El objetivo principal para el tratamiento de carcinoma de tiroides no es la investigación de los procedimientos menos agresivos que también podría proporcionar menos toxicidad. Una de estas terapias se basa en la transferencia de NIS en células de cáncer de origen diferente utilizando adenovirus o retrovirus. Esta técnica genética se denomina focalización gen. Una vez NIS se transfiere en estas células, el paciente es tratado con yodo radiactivo, siendo el resultado una tasa de supervivencia de las células del cáncer bajo. Por lo tanto, se espera mucho de estas terapias.