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La célula. Ampliaciones

TRANSCITOSIS

La transcitosis es el transporte de cargas (macromoléculas, inmunoglobulinas, vitaminas, iones, etcétera) incorporadas en vesículas entre dos zonas de la membrana plasmática situadas en distintos lados de la célula. Este mecanismo se propuso primero por Palade (1950) para el transporte de moléculas a través de las células endoteliales donde se forman vesículas en la zona de la membrana plasmática en contacto con la sangre, cruzan el estrecho citoplasma, y se fusionan con la membrana plasmática en contacto con la lámina basal. Los epitelios son capas de células que suelen separar dos medios muy diferentes, como en los pulmones, en el tubo digestivo, o en el endotelio. Estas células tienen dos dominios de membrana diferentes para comunicarse con cada uno de estos medios: apical y basolateral. Se dice por ello que son células polarizadas. Las células tienen que arreglárselas para mantener y comunicar ambos dominios de la célula. Parte de esta comunicación se hace mediante la transcitosis. Aunque la transcitosis es un mecanismo típico de las células epiteliales, está presente en otras células tales como las neuronas o los osteoclastos. Esta ruta de transporte vesicular evita el paso por los lisosomas, y por tanto la degradación de las moléculas que transporta. Tipos diferentes de moléculas se transportan por transcitosis: inmunoglulinas, insulina, receptores de quimiocinas, lipoproteínas, fragmentos de DNA, enzimas, algunos virus, algunas toxinas, etc.

Las células endoteliales mueven una cantidad ingente de moléculas desde la sangre hasta los tejidos de manera rápida y no totalmente específica (unos 30 segundos desde un lado al otro) mediante transcitosis. Normalmente se transportan moléculas que están en disolución en el plasma sanguíneo y que no necesitan receptores para su inclusión en vesículas por parte de las células endoteliales. La misma vesícula hace todo el trayecto desde una parte de la célula a la otra, es decir, no hay fusión con los endosomas. Sin embargo, las moléculas que se transportan no son totalmente aleatorias sino que hay una selección basada en su carga neta negativa, que poseen la mayor parte de las moléculas del plasma sanguíneo. Se transportan inmunoglobulinas, lipoproteínas de baja densidad, hierro, y otras moléculas. Sin embargo, también hay vesículas de transcitosis en las células endoteliales que incorporarán moléculas, tales como la albúmina o la proteína orosomucoide, captadas de manera mucho más específica mediante receptores. Algunos micronutrientes, una vez internados desde el intestino cruzan los endotelios por transcitosis. El hierro incorporado en la dieta se acopla a un receptor y ambos cruzan el endotelio por transcitosis. Igual ocurre con la vitamina B12.

Los enterocitos, que forman el epitelio intestinal, son células columnares en las cuales también se produce transcitosis. A diferencia de las células endoteliales, donde las membranas basal y apical están muy cerca, la ruta de transcitosis en los enterocitos es más larga y necesita al citoesqueleto y a los endosomas como orgánulos intermedios. Suele iniciarse por vesículas recubiertas por clatrina, donde hay una captación de cargas mediada por receptor. Las vesículas se fusionan con los endosomas tempranos. Hay dos poblaciones de endosomas tempranos, los basolaterales y los apicales, cada uno recibe vesículas de su dominio próximo de membrana plasmática. Desde estos endosomas tempranos se envían las cargas a otro tipo de endosomas localizado en la parte apical de la región perinuclear de la célula. Estos se denominan endosomas comunes. Los endosomas comunes reciben cargas de los dos dominios y son los realmente encargados de repartir englobadas en vesículas a un dominio u otro según les corresponda.

transcitosis

Transporte de cargas entre el dominio basolateral y el apical y entre el apical y el basolateral en un enterocito.

Se han descrito dos tipos de transcitosis en los enterocitos que llevan moléculas desde la membrana basolateral a la apical y desde la membrana apical a la membrana basolateral. Las inmonoglubulinas tipo A (IgA) son anticuerpos liberados por las células plasmáticas, pero su función contra los patógenos se lleva a cabo en las superficies corporales, luego deben ser transportadas por los epitelios desde las membranas basolaterales hasta las apicales. Así, en la mucosa intestinal hay numerosas células plasmáticas que liberan IgA para que ejerzan su acción en el interior del tubo digestivo. Las células epiteliales intestinales sintetizan un receptor de membrana en el retículo endoplasmático, que pasa por el aparato de Golgi, y desde ahí mediante vesículas se traslada a las membranas basolaterales. Es el receptor polimérico para IgA. Este receptor, cuando une la IgA que se encuentra en el espacio intercelular, oligomeriza, y en esta forma, receptores-inmunoglobulinas son endocitados. Las vesículas formadas se fusionan con los endosomas tempranos basolaterales, las cargas pasan a los endosomas comunes, y desde aquí salen vesículas con el complejo receptores-inmunoglobulinas hacia la membrana apical (libre) donde se fusionan y liberan a las IgAs. La liberación de las IgAs es por hidrólisis enzimática, de modo que una parte del receptor se libera con la imunoglubulina. El receptor polimérico para IgA posee un dominio citosólico de unos 100 aminoácidos que es la etiqueta que dirige al complejo receptor-inmunoglobulina por el interior de la célula a través de los diferentes compartimentos. Este mecanismo no sólo se da en el epitelio intestinal sino también en los epitelios del riñón, tráquea, hígado y glándulas mamarias. Del mismo modo, los epitelios respiratorios translocan inmunoglobulinas tipo A hacia la superficie de las vías respiratorios por transcitosis, también gracias a un receptor que reconoce IgA. En este caso el receptor no forma un enlace covalente con su ligando, sino que se libera de él por cambios en el pH.

Curiosamente, la transcitosis para las inmunoglobulinas puede dartse también en sentido contrario, desde el dominio apical al basolateral. Por ejemplo en el trasiego de las inmunoglubulinas maternas tipo IgG desde la placenta al feto o desde leche materna a los vasos sanguíneos del tubo digestivo. En este caso las inmunoglobulinas tienen que cruzar el epitelio desde la parte apical hasta la basolateral. En estos casos la incorporación de las inmunoglobulinas se hace mediada por vesículas recubiertas por clatrina, y son captadas por un receptor que reconoce a la fracción cristalizable de la IgG (la no variable), las vesículas son dirigidas hasta los endosomas tempranos apicales, y desde ahí a los endosomas comunes, los cuales liberan vesículas, con Ig-G-receptor empaquetados, que se fusionan con las membranas basolaterales donde liberan a las inmunoglobulinas maternas.

No siempre la transcitosis es para transportar moléculas exógenas de un lado a otro de la célula, sino que a veces es para mover moléculas de la propia membrana plasmática de un lado a otro. Por ejemplo, en los enterocitos y en los hepatocitos se sintetizan moléculas de membrana que inicialmente se insertan en las membranas laterales y que después se transportan a la apical mediante transcitosis. Algunos esfingolípidos pueden viajar en sentido contrario, apical a basolateral, por transcitosis evitando su paso por los lisosomas. Esto lo aprovecha por ejemplo la toxina colérica para atravesar los epitelios puesto que se une específicamente a estos lípidos de membrana. Cómo son seleccionados estos lípidos durante la endocitosis parece depender de la formación de balsas de lípidos, y del grado de saturación y de la longitud de su cadena.


Bibliografía

Fung K, Fairn GD, Lee WL. 2018. Transcellular vesicular transport in epithelial and endothelial cells: Challenges and opportunities. Traffic. 19: 5-18.

García-Castillo MD, Chinnapen DJ-F, Lencer WI. 2017. Membrane transport across polarized epithelia. Cold Spring Harbour perspectives in biology. 9:a027912.

Tuma PL, Hubbard AL. 2003. Transcytosis: crossing cellular barriers. Physiological reviews. 83: 871-932.


Actualizado: 17-04-2018. 20:02