Herramientas químicas para la identificación de receptores de Endocannabinoides en C. elegans

Los endocannabinoides (ECs) son mediadores lipídicos conservados que regulan múltiples procesos biológicos en una gran variedad de organismos. Anandamida (AEA) y 2-araquidonilglicerol (2-AG), fueron los primeros ECs en ser descubiertos y son los mejor caracterizados. Los ECs cumplen roles críticos, incluyendo los sistemas de recompensa del cerebro, las adicciones a las drogas, la memoria, el humor y los procesos metabólicos. El isómero de 2-AG, acilado en el oxhidrilo primario, el 1(3)-AG, ha sido siempre detectado en el sistema neurológico en cantidades importantes junto al 2-AG. Caenorhabditis elegans es un nematodo que ha surgido como un poderoso modelo de estudio por sus convenientes características. El uso de un modelo animal como C. elegans es de fundamental importancia para el estudio de la enorme diversidad de procesos biológicos y además, es un excelente modelo para el estudio del rol fisiológico de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs). En trabajos previos de nuestro grupo fue posible demostrar que la síntesis de PUFAs es importante en el transporte de colesterol en C. elegans. Por otro lado se encontró que AEA y 2-AG tienen la capacidad de rescatar a la larva de su estadio dauer por estimulación del transporte de colesterol. Estos hallazgos podría suponer una respuesta a los interrogantes que surgen alrededor de la enfermedad neurodegenerativa de Niemann-Pick, en la que el transporte de colesterol se ve afectado, almacenándose en lisosomas. En consecuencia, el objetivo principal de este trabajo de tesis fue desarrollar nuevas herramientas químicas para estudiar el rol biológico de los endocannabinoides en C. elegans, su relación con la salida del estadio de larvas dauer y la restauración de su ciclo de vida normal. A continuación de describen los logros y el impacto del trabajo realizado: Se diseñó y sintetizó una colección de derivados 1-monoacilgliceroles (1- MAGs) para poder elucidar su rol como ECs capaces de restaurar el ciclo de vida normal de C. elegans. Dichos 1-MAGs fueron ensayados en cepas de C.elegans con distintas mutantes para evaluar su capacidad de rescate de dauer obteniéndose actividades muy interesantes destacando el 1-AG y el 1-OG con capacidades de rescate de más del 50%. Se realizó un análisis el efecto de la posición de la unión éster del ácido graso en el glicerol para entender cuál de las familias (1-MAG o 2-MAG) su rol biológico realizando un estudio de las distintas condiciones para obtener 2-MAGs. Se pudo concluir que en todos los medios de reacción se favorece la migración hacia la posición 1 lo cual apoya la hipótesis de que los 1-MAGs son los responsables de la actividad. Se diseñaron y sintetizaron análogos de 1-oleilglicerol (1-OG) para estudiar en profundidad su rol del como molécula similar a EC capaz de restaurar el ciclo de vida normal de C. elegans y poder responder los interrogantes que rondan alrededor de su receptor y su homología en mamíferos. Se utilizaron las herramientas preparadas en estudios de restauración del ciclo de vida normal en C. elegans poder lograr un mejor entendimiento del sistema EC en el nematodo pudiéndose posicionar al 1-OG como molécula similar a endocannabinoide. Se desarrolló una metodología de detección y cuantificación de MAGs en C. elegans por HPLC-MS/MS procurando corroborar su presencia en el nematodo. Para esto fue necesario diseñar y sintetizar una colección de análogos deuterados de MAGs usando d8-glicerol para utilizar como estándares internos. Se lograron cuantificar satisfactoriamente al 1/2-AG y al 1/2-OG utilizando los estándares internos deuterados 1-AG-d5 y 1-OG-d5. A su vez, se logró optimizar el método para poder detectar varios MAGs endógenos en simultáneo en una misma corrida usando todos los estándares a la vez.