Los peptidos contribuyen al funcionamiento y a la plasticidad del sistema nervioso en diferentes escalas temporales. Sus acciones dependen de una interacción con receptores acoplados a proteínas G, produciendo efectos que se desarrollan en una ventana de acción que va de los cientos de milisegundos a las horas. La intensidad y duración de sus acciones depende en parte de la dinámica de los procesos de secreción, de la eficacia de sus mecanismos de activación o inactivación en el medio extracelular, de las propiedades dinámicas de sus receptores y de las vías de transducción que activan. El mecanismo más común de inactivación de peptidos en el medio extracelular es por peptidasas ancladas a la membrana plasmática, con su sitio activo frente al medio extracelular (ectopeptidasas). La inhabilitación de la acción de estas peptidasas tiene efectos importantes sobre la fisiología neuronal. Las aminopeptidasas de la familia M1 de metalopeptidasas tienen varios miembros involucrados en la comunicación intercelular en el cerebro. Esta familia incluye ectopeptidasas como la aminopeptidasa N, la aminopeptidasa A, y la piroglutamil peptidasa II (PPII). La PPII es, a diferencia de muchas otras peptidasas, una enzima de especificidad estrecha, cuyo blanco preferente es la hormona liberadora de tirotropina (TRH), un tripéptido de secuencia pglu-his-proNH2 involucrado en la comunicación intercelular en animales. Hemos obtenido datos que sugieren que la PPII es una enzima fundamental para la inactivación del TRH en el medio extracelular. Las evidencias criticas incluyen: a) la estrecha especificidad de la enzima, b) la topografía de esta enzima transmembranal, con su sitio activo en el medio extracelular, c) la localización casi exclusiva en neuronas, posiblemente del lado post-sináptico, y d) un patrón regulatorio asociado a la actividad neuronal. Sin embargo, los mecanismos que controlan la actividad de la PPII (y de varias otras ectopeptidasas) en el SNC sontodavía poco conocidos, a diferencia de lo que ocurre para los transportadores de neurotransmisores clásicos para los cuales múltiples mecanismos de regulación han sido identificados. El objetivo general de esta solicitud es obtener información sobre los mecanismos que regulan la actividad de la enzima en el hipocampo, una región en donde existen evidencias que sugieren que el TRH es un participante en mecanismos de plasticidad neuronal. Para esto, estudiaremos 1) la localización celular y subcelular de la PPII en el hipocampo in vivo; 2) los efectos de la manipulación de la actividad sináptica en rebanadas del hipocampo, 3) el tráfico de la PPII en cultivos primarios de neuronas hipocampales. La importancia de este proyecto esta ligada al hecho de que la PPII es de las muy pocas ectopeptidasas con una especificidad tan estrecha. Por lo tanto, los eventos regulatorios identificados serán fácilmente asociables a cambios en la eficiencia de la comunicación TRHergica, o sea al involucramiento de un solo sistema peptidergico en un circuito preciso. La obtención de estos resultados permitirá establecer bases claras para entender mejor la importancia de la regulación de las ectopeptidasas en la fisiología neuronal.

Casi todas las ectopeptidasas tienen una especificidad amplia, o sea hidrolizan múltiples peptidos, por lo que su contribución a la funcionalidad de circuitos específicos es desconocida. La importancia de este proyecto esta ligada al hecho de que la PPII es una ectopeptidasa con una especificidad muy estrecha. Por lo tanto, nos encontramos en una situación simplificada que nos permitiría interpretar los resultados con base en la participación de un solo sistema peptidergico en un circuito preciso. Los resultados que obtendremos deberían sentar bases sólidas para entender en general los mecanismos de regulación de las ectopeptidasas en el sistema nervioso central, sin las complicaciones de interpretación que existen en el caso de otras ectopeptidasas.