El presente proyecto versa sobre mecanismos de regulación de la excreción renal de sal y por lo tanto, sobre cómo es que se regula la presión arterial sistémica. Este tema es de mucha importancia ya que la hipertensión arterial es una enfermedad endémica, muy frecuente (30 % de la población adulta) y constituye el factor número 1 de riesgo para muerte en el planeta (1). El riñón es un órgano fundamental en la regulación de la presión arterial ya que modula la cantidad de sal y agua que excretamos diariamente. El tracto digestivo absorbe la totalidad de sal y agua que ingerimos y por lo tanto, es la excreción renal la que determina, a largo plazo, la cantidad de líquido en el organismo y por ende, el volumen circulante y la presión arterial. Uno de los efectores fundamentales para este efecto en el riñón es el cotransportador renal de NaCl (NCC). Esta proteína se expresa únicamente en la membrana apical del túbulo contorneado distal, justamente después de la macula densa y por lo tanto, su función afecta la concentración final de sal en la orina, ya que no puede ser compensado por el balance tubuloglomerular de la mácula densa. NCC es fundamental para la regulación de la presión arterial. Por un lado, su inhibición específica con diuréticos de tipo tiazida ha sido por mas de cincuenta años uno de los pilares para el tratamiento de la hipertensión arterial. Por otro lado, la alteración en su función por enfermedades hereditarias se asocia con cambios crónicos en al presión arterial. El síndrome de Gitelman se debe a mutaciones inactivantes del NCC y cursa con hipotensión arterial crónica. El síndrome de Gordon, o pseudohipoaldosteronismo tipo II (PHAII), se debe a mutaciones en las cinasas WNK1 o WNK4, que resultan en incremento en la actividad del NCC, con la consecuente hipertensión arterial. Trabajo realizado en nuestro laboratorio y por otros grupos ha permitido elucidar con cierto grado de claridad, aunque aun con algunos puntos confusos, la forma en que la WNK4 regula a NCC, y como es que las mutaciones puntuales en esta cinasa resultan en aumento en la función del NCC y desarrollo de hipertensión arterial. En contraste, no tenemos claro cómo es que mutaciones en el gen de WNK1 producen la enfermedad. Las mutaciones en pacientes con PHAII en WNK1 son deleciones del intron 1, que resultan en sobre-expresión de la cinasa WNK1, con estructura primaria normal. Presumiblemente, la WNK1 debería de activar al NCC y por lo tanto, al haber mucha cinasa WNK1, NCC estará mas activo, con el consecuente aumento en la reabsorción de sal e hipertensión arterial. Esto sin embargo, no se ha podido demostrar. Resulta que la isoforma de WNK1 que se expresa en el riñón carece del exón 11 y nadie a estudiado esta variante sobre la función de NCC. Nosotros ya hemos clonado esta variante y en ensayos preliminares tenemos evidencia de que, en efecto, la variante WNK1- ?11 es un potente activador del NCC. En este proyecto vamos a caracterizar este fenómeno desde el punto de vista funcional y bioquímico. Esto lo vamos a hacer con expresión funcional en ovocitos de Xenopus laevis mediante ensayos de captación de 22Na+ y con análisis de Western blot con anticuerpos y fosfoanticuerpos específicos. Con mutagénesis puntual analizaremos el papel de ciertos residuos en el NCC o en la WNK1-?11 involucrados en el proceso. Nuestros resultados serán sumamente relevantes al campo porque vamos a dilucidar un mecanismo de enfermedad hasta ahora confuso, que permitirá aumentar nuestro conocimiento y entendimiento de mecanismo de regulación de la presión arterial.

Contribución del proyecto Los resultados del presente proyecto representarán una contribución muy importante en el campo porque permitirán esclarecer un mecanismo de enfermedad que hasta el momento ha permanecido confuso. De la discusión anterior se desprende que las cinasas WNK1 y WNK4 deben ser reguladoras fundamentales de la función del transportador de NaCl en el riñón y que las mutaciones en los genes que las codifican resultan en alteración de esta regulación, de manera tal que, la actividad del NCC aumenta en forma considerable, promoviendo a lo largo de los años la retención renal de sal que conlleva al desarrollo de hipertensión arterial. Las mutaciones en familias con PHAII debido a WNK1 son deleciones del intrón 1 que resultan en aumento en la expresión de WNK1 cuya estructura primaria es completamente normal. Por esto, se piensa que la explicación mas directa de la enfermedad sería si WNK1 tiene efecto positivo sobre NCC. En este escenario, si la WNK1 se expresa en exceso al perderse la regulación negativa en secuencias contenidas en el intrón 1, entonces el aumento en la expresión de WNK1 resultará en incremento sostenido de la función del NCC, con la consecuente hipertensión arterial. La imposibilidad hasta la fecha de mostrar que la WNK1 tiene efecto positivo sobre el NCC, sin embargo, ha complicado la explicación fisiopatológica de la enfermedad y ha dado pie al advenimiento de mecanismos alternativos para tratar de explicarla. Como fue discutido arriba, en este momento al concepto que se tiene en el campo es que la WNK1 regula a la WNK4 y que la WNK1 es a su vez regulada por una versión truncada del mismo gen conocida como KS-WNK1. O sea, KS-WNK1 inhibe a L-WNK1, que a su vez inhibe a WNK4 en su efecto inhibidor de NCC y por lo tanto, al haber mucha WNK1, se rebasa la capacidad inhibidora de KS-WNK1, por lo que se mantiene inhibida a WNK4 y entonces NCC es liberado, lo que aumenta su actividad. Sin embargo, además de que esta explicación parece muy enredada, existen datos que van en contra de este mecanismo. Por ejemplo, los ratones knockout para WNK4 son normotensos y no desarrollan PHAII (15) y los ratones knockin para la cinasa SPAK, que se encuentra río debajo de WNK4 y es quien en ultima instancia fosforila al NCC, son de hecho hipotensos y muestran un síndrome parecido a Gitelman (25). Es decir, que la ausencia de WNK4 o de respuesta a WNK4 no produce aumento en la presión arterial, ni el síndrome PHAII, lo que pone en tela de juicio el mecanismo detallado. Nosotros estamos en posición de resolver este asunto. Como se muestra en metodología, tenemos ya clonada la variante WNK1-Δ11 y en ensayos preliminares tenemos evidencia de que es una potente activadora de NCC. Lo que sucede es que durante esta década, todos los grupos han utilizado a la clona generada inicialmente por Melanie Cobb (26) que contiene al exón 11 y al parecer, la presencia de este exón previene el efecto de WNK1 sobre NCC. Estos hallazgos hacen sentido con el hecho de que sea la WNK1-Δ11 la variante de WNK1 que se expresa predominantemente en la nefrona distal (24). Si la WNK1-Δ11 activa al NCC, entonces la explicación de la enfermedad será mas sencilla. Al existir sobre expresión de WNK1 por la eliminación del intrón 1, entonces mucha WNK1-Δ11 en el túbulo contorneado distal resultará en aumento en la actividad del NCC, con la consecuente enfermedad. La caracterización de este fenómeno con ayuda de este proyecto nos permitirá completar observaciones que al ser publicadas aclararán este mecanismo de acción en la comunidad interesada en la fisiopatología de la hipertensión arterial.