El ácido gama-aminobutírico (GABA) juega un papel fundamental como neurotransmisor en el sistema nervioso central (SNC) de los vertebrados. La función esencial del GABA es inhibir el potencial sináptico excitatorio de las neuronas; es decir impedir que una neurona en un momento determinado inicie un potencial de acción. GABA regula las propiedades excitatorias de las neuronas a través de tres familias de receptores de membrana: GABA-A, GABA-B y GABA-C. Nuestro grupo de investigación está interesado en descifrar los mecanismos celulares y moleculares que permiten el establecimiento de la transmisión GABAérgica y nuestros esfuerzos se han enfocado en el estudio de los receptores ionotrópicos GABA-C que se expresan abundantemente en la terminal de los axones de las neuronas bipolares en la retina. Hemos elegido este modelo debido a: 1) la relativa simplicidad de la estructura de los receptores GABA-C, los cuales están constituidos por subunidades GABArho, que están codificados por tan solo tres genes 2) el número limitado de neuronas en donde se expresan estos receptores y 3) la detallada caracterización de las células en la retina de los vertebrados. Se sabe que los receptores ionotrópicos al GABA: GABA-A y GABA-C, se encuentran funcional y físicamente segregados en la terminal axónica de las neuronas bipolares, contrario a lo encontrado en otras áreas del SNC en donde la evidencia más reciente indica que existen poblaciones de receptores funcionales heteroméricos constituidos de subunidades GABA-A y GABA-C. El objetivo central de esta propuesta es el definir cómo se dirige selectivamente el receptor GABA-C en las neuronas bipolares de la retina. Los receptores GABA-C determinan el curso temporal y la extensión de la inhibición presináptica en la terminal de las neuronas bipolares de la retina, modulando así la transmisión excitatoria de las neuronas bipolares hacia las neuronas ganglionares. Se ha demostrado que esta inhibición presináptica regula la habilidad del sistema retiniano para codificar los cambios en la intensidad de la luz, controlando de este modo el rango dinámico de las respuestas evocadas por la luz de las neuronas ganglionares tipo ON. Por tanto, las propiedades que confieren los receptores GABA-C a la fisiología de la retina dependen directamente de su localización específica y precisa en la terminal axónica de las neuronas bipolares. Esta precisión en su localización es esencial para la adecuada codificación de la información en el circuito neuronal retiniano y resulta de un proceso finamente regulado cuyos componentes moleculares aún son desconocidos. En este proyecto se plantea definir el tráfico intracelular de las subunidades del receptor GABA-C y su sitio de inserción en la membrana plasmática. Para llevar a cabo nuestro estudio aplicaremos una combinación de técnicas moleculares, electrofisiológicas y de microscopía confocal y fluorescencia de reflección total interna (TIRF). Para este fin construiremos vectores virales portando el DNAc del receptor GABA-C rho1 fusionado a la proteína fluorescente pHluorin y se establecerá el curso temporal del tráfico intracelular en neuronas bipolares en cultivo. De este modo pensamos contribuir al conocimiento sobre las propiedades de los receptores GABA-C y su aportación en la neurotransmisión de la retina.

La neurotransmisión GABAérgica mediada por los receptores GABA-C determina el curso temporal y la extensión de la inhibición presináptica en la terminal de las neuronas bipolares de la retina, modulando así la transmisión excitatoria de las neuronas bipolares hacia las neuronas ganglionares. De este modo, las características electrofisiológicas de los receptores GABA-C contribuyen con un papel esencial en la fisiología de la retina. Para desempeñar este papel es necesaria su localización exacta en la terminal axónica de las neuronas bipolares. En este proyecto planteamos determinar la ruta seguida por las subunidades del receptor GABA-C hasta su incorporación en la membrana plasmática. Entender el proceso del direccionamiento del receptor y los mecanismos que lo regulan son relevantes para entender cómo se ensamblan y funcionan las sinapsis inhibitorias.