La T3 es considerada como la hormona tiroidea (TH) o yodotironina bioactiva y la responsable de la mayoría de los efectos biológicos de las TH. La 3,5-T2 se genera a través de la desyodación de la T3 y, al igual esta, tiene efectos sobre el metabolismo energético, con la diferencia que su mecanismo de acción no es nuclear. El presente proyecto parte de la idea de que el análisis de los mecanismos involucrados en la actividad de la 3,5-T2 permitirá una mejor comprensión de las bases moleculares de la diversidad y la especificidad funcional de las TH. Estudios previos en nuestro laboratorio indican que además de sus efectos no-genómicos, la 3,5-T2 regula la transcripción de genes regulados por T3 en el teleosteo Fundulus heteroclitus (Fh). En este contexto, nuestros resultados más relevantes se resumen a continuación: 1) en animales intactos y al igual que la T3, la administración de 3,5-T2 en dosis suprafisiológicas inhibe la expresión de la D2 (enzima que cataliza su formación); 2) en animales hipotiroideos y remplazados con dosis fisiológicas de T3 o 3,5-T2 se mantienen los niveles eutiroideos de los mRNAs de la D2 y la hormona de crecimiento (GH) hepática, genes regulados a la baja y a la alta por TH, respectivamente; 3) la 3,5-T2 y la T3 interactúan con proteínas que se unen con alta especificidad a los elementos de respuesta a hormonas tiroideas (TRE), y 4) observamos una diferencia en el peso de los complejos formados en animales hipotiroideos remplazados con T3 o con 3,5-T2. _x000D_ _x000D_ La formación de complejos TRE-TR-T3/3,5-T2 de diferente peso molecular sugiere que cada TH se une específicamente a un receptor distinto o a una isoforma del mismo receptor. Recientemente caracterizamos a los TR en el Fh y comparamos su capacidad de transactivar la expresión génica en presencia de 3,5-T2 o de T3. La caracterización revelo dos isoformas de mRNA que codifican para el TR β1, las cuales difieren en la presencia o no de 9 amino ácidos insertados justo al inicio del dominio de unión al ligando. Mientras que la 3,5-T2 y la T3 activan de igual forma a la isoforma del receptor “corto” (sin el inserto), la capacidad de transactivación del receptor “largo” (con el inserto) es significativamente mayor en presencia de 3,5-T2 que de T3. Así, los efectos genómicos de la 3,5-T2 parecen estar mediados al menos por una isoforma distinta (forma “larga”) del TR β1. _x000D_ _x000D_ El hecho de que ambas isoformas, “corta” y “larga”, se co-expresan por lo menos en el hígado del Fh sugiere que estas se regulen de manera diferencial. Nuestros resultados preliminares en experimentos in vivo en dos diferentes especies [Fh y Oreochromis niloticus (tilapia)] con habitats distintos apoyaron esta posibilidad. Ambas especies toleran un amplio rango de salinidad medioambiental, sin embargo, el Fh habitualmente esta adaptado a un ambiente marino, mientras que la tilapia habita en agua dulce. Los complejos de proteínas hepáticas formados con un TRE típico en una y otra especie fueron distintos. En los Fh control se forman dos complejos específicos proteína-DNA, los cuales prácticamente desaparecen en los hipotiroideos sin reemplazo. En los Fh hipotiroideos reemplazados con T3, se forma principalmente el complejo de menor peso molecular, mientras que en los animales reemplazados con 3,5-T2 predomina el complejo de mayor peso molecular. En las tilapias, los patrones DNA-proteínas fueron distintos. En tilapias control solo se forma el complejo de mayor peso molecular y en las hipotiroideas sin reemplazo, este complejo desaparece. Sin embargo, un complejo de alto peso molecular se forma en las tilapias reemplazadas con 3,5-T2, mientras que el de bajo peso molecular se observa en las tilapias reemplazadas con T3. _x000D_ _x000D_ En conjunto, estos resultados apoyan la noción de que la 3,5-T2 interactúa con poblaciones de factores de transcripción diferentes a los de la T3, y sugieren que las dos TH pueden tener efectos distintos. Uno de los factores que pudieran determinar estos efectos son las demandas fisiológicas impuestas por el medioambiente, y según estas, utilizar una vía de señalización constitutiva o inducible. Con base en todo lo anterior y como una continuación de nuestra línea de trabajo que estudia los factores y mecanismos involucrados en la bioactividad de la 3,5-T2, el presente proyecto se diseñó con dos vertientes: 1) profundizar en el estudio de los aspectos moleculares del mecanismo de acción de la 3,5-T2, y 2) analizar la posible regulación diferencial de las vías de señalización de la T3 y la 3,5-T2. En este contexto, proponemos que las demandas fisiológicas impuestas por el medioambiente como la osmolaridad, pueden determinar el uso de estas moléculas por lo menos en algunas especies de teleosteos.

En los últimos hemos estudiado la bioactividad de la 3,5-T2 (T2), yodotironina que se produce a través del metabolismo de la T3 y que hasta hace pocos años se consideraba inactiva. Así, el presente proyecto se inscribe en un área de interés internacional tanto por lo que respecta a la generación de conocimiento fundamental, como en lo referente al terreno aplicativo. Sus resultados brindarán información original y relevante en el área de la fisiología tiroidea. Específicamente, el proyecto parte de la idea de que la llamada vía de activación de las TH no termina con la producción de T3, y que el análisis de los mecanismos involucrados en la actividad de la 3,5-T2 permitirá una mejor comprensión de las bases moleculares de la diversidad funcional de las yodotironinas. Esta diversidad funcional se ha explicado parcialmente por la unión de la T3 a distintas isoformas de receptores nucleares a hormonas tiroideas (TR), que a su vez dan lugar a respuestas diferentes según las características celulares. A la fecha, se han descrito al menos tres isoformas de receptores funcionales: TRα 1, TR β1 y TR β2, los cuales difieren en su patrón de expresión y en los factores que los regulan, incluyendo las mismas yodotironinas. En estudios previos hemos descrito dos isoformas distintas de TR β1 en el teleosteo Fundulus heteroclitus. Una de las isoformas contiene un inserto de 9 aminoácidos en el dominio de unión al ligando y presenta una actividad de transactivación génica significativamente mayor en presencia de 3,5-T2 que de T3. Así, los efectos genómicos de la 3,5-T2 parecen estar mediados al menos por una isoforma distinta del TR β1. _x000D_ _x000D_ En el presente trabajo pretendemos profundizar nuestro conocimiento acerca de esta vía de señalización de hormonas tiroideas. En el corto plazo, ampliaremos nuestra comprensión acerca de: 1) los mecanismos de acción molecular a través de los cuales las hormonas tiroideas ejercen sus efectos, y 2) la regulación fisiológica de dichos mecanismos. _x000D_ _x000D_ En el largo plazo, el conocimiento generado brindaría, potencialmente, la posibilidad de diseñar y desarrollar análogos de TH que al interaccionar con los receptores a hormonas tiroideas de manera diferencial, ejercerían efectos tiromiméticos selectivos. Lo anterior no solamente sería de gran utilidad en el tratamiento de patologías asociadas a la función tiroidea; tendría también repercusiones importantes en el manejo productivo de especies acuáticas de importancia comercial. _x000D_