Desmina

Qué es la desmina

Es una proteína citoplasmática de unos 53 kilodaltons, codificada por el gen DES en el cromosoma 2q35. Pertenece a los filamentos intermedios de tipo III, la misma familia que la vimentina y la proteína glial fibrilar ácida. Frente a otros filamentos intermedios, su expresión es exclusivamente muscular.

El nombre procede del griego δεσμός (desmós), "atadura, ligadura", y se le dio precisamente por su papel de amarre entre elementos del citoesqueleto. Fue aislada por primera vez en 1976 por Elias Lazarides y sus colaboradores en el instituto Salk, a partir de músculo estriado de pollo, y desde entonces ha servido como marcador histológico de estirpe muscular en anatomía patológica.

Ubicación dentro del miocito

La red de desmina no se distribuye al azar. Se concentra en tres localizaciones clave. Rodea los discos Z de cada miofibrilla, uniendo miofibrillas contiguas y manteniendo el registro transversal de los sarcómeros. Conecta los discos Z con el sarcolema a través de los costámeros, transmitiendo la fuerza contráctil al exterior de la célula. Y ancla las mitocondrias, el núcleo y el retículo sarcoplásmico en su posición fisiológica, coordinando la mecánica con el metabolismo.

En el corazón hay un cuarto punto de unión, decisivo: los desmosomas del disco intercalar, donde el miocito contacta con sus vecinos. La desmoplaquina engancha ahí los filamentos de desmina y garantiza la continuidad mecánica entre células. Esa arquitectura convierte al miocardio en un sincitio funcional capaz de contraerse como una sola pieza.

Estructura molecular

Como todos los filamentos intermedios, la desmina se organiza jerárquicamente. Cada monómero tiene una cabeza N-terminal no helicoidal, un cuerpo central en superhélice (coiled-coil) dividido en los subdominios 1A, 1B, 2A y 2B, y una cola C-terminal también no helicoidal. Dos monómeros se enrollan en dímeros paralelos; dos dímeros forman un tetrámero antiparalelo; ocho tetrámeros se ensamblan lateralmente para dar lugar a un filamento maduro de unos 10 nanómetros de diámetro.

Ese diámetro intermedio entre los 6 nm de la actina y los 25 nm de los microtúbulos es lo que da nombre a la familia y lo que determina sus propiedades biomecánicas: pueden estirarse hasta tres veces su longitud sin romperse, una característica clave para un tejido que se acorta y se alarga cíclicamente.

Desminopatías

Las mutaciones del gen DES producen un grupo de enfermedades hereditarias que reciben el nombre colectivo de desminopatías. La mayoría son autosómicas dominantes por variantes con efecto negativo dominante: la desmina mutada interfiere en el ensamblaje de los filamentos normales y provoca agregados citoplasmáticos.

El fenotipo clínico depende del tejido más afectado. Cuando predomina la afectación del músculo esquelético se habla de miopatía miofibrilar, con acumulación de material granulofilamentoso en las biopsias. Cuando predomina la cardíaca, aparecen miocardiopatías con perfiles muy variados: dilatada, restrictiva, hipertrófica o arritmogénica, a veces con bloqueos de conducción precoces. En muchas familias coexisten los dos cuadros con distinto grado de expresividad.

Marcador histológico de estirpe muscular

Fuera del contexto de las desminopatías, la desmina se utiliza en anatomía patológica como marcador de diferenciación muscular. La tinción inmunohistoquímica con anticuerpos anti-desmina permite distinguir tumores de origen muscular de otras neoplasias con morfología parecida. Es positiva en el rabdomiosarcoma, en el leiomiosarcoma y en los tumores del estroma gastrointestinal con diferenciación muscular. Su ausencia en un tumor de células fusiformes descarta, con matices, el origen muscular liso o estriado.

Diferenciación con otras proteínas del músculo

Actina. Es la proteína contráctil por excelencia, forma los filamentos finos del sarcómero y pertenece a los microfilamentos, no a los filamentos intermedios. Interviene directamente en la generación de fuerza; la desmina no.

Miosina. Constituye los filamentos gruesos y es la proteína motora que se desliza sobre la actina. Su función es la contracción; la desmina, en cambio, forma parte del citoesqueleto que sostiene y alinea el aparato contráctil.

Vimentina. Filamento intermedio de tipo III como la desmina, pero expresado en células mesenquimales, endoteliales y en músculo inmaduro. Durante el desarrollo, el mioblasto expresa vimentina y va sustituyéndola por desmina a medida que se diferencia.

Distrofina. Proteína del complejo distrofina-glucoproteínas que conecta la actina cortical con la matriz extracelular. Su ausencia causa la distrofia muscular de Duchenne. Comparte función mecánica con la desmina pero opera en la interfase membrana-matriz, no en la red interna.

Preguntas frecuentes

¿En qué músculos se encuentra la desmina?

Está presente en todos los tejidos musculares: esquelético, cardíaco y liso. La expresión es prácticamente exclusiva del músculo, con la excepción marginal de algunas células perivasculares y de las células dendríticas foliculares del bazo, donde se ha descrito en cantidades muy bajas. Esa restricción tisular es la que la convierte en un marcador histológico útil para identificar tumores de estirpe muscular.

¿Qué son las desminopatías?

Son un grupo de enfermedades hereditarias causadas por mutaciones en el gen DES. Cursan con miopatía miofibrilar, con miocardiopatía o con ambas a la vez. Su rasgo característico en la biopsia es la aparición de agregados de material granulofilamentoso en el sarcoplasma, formados por desmina mal ensamblada y por otras proteínas asociadas.

¿Es lo mismo desmina que distrofina?

No. Son dos proteínas del citoesqueleto muscular con papeles complementarios pero muy distintos. La desmina es un filamento intermedio interno que mantiene alineadas las miofibrillas y conecta discos Z, mitocondrias, núcleo y disco intercalar. La distrofina es una proteína submembrana que conecta la actina con el complejo distrofina-glucoproteínas y, a través de él, con la matriz extracelular. Alteraciones en cada una producen enfermedades diferentes.

¿Por qué la desmina interesa a la cardiología?

Porque el disco intercalar del miocito cardíaco depende de forma crítica de una red de desmina bien anclada. Las mutaciones que desestabilizan esa red se traducen en miocardiopatías hereditarias con riesgo de arritmias graves y de muerte súbita. En los últimos años el gen DES se ha incluido de forma habitual en los paneles genéticos de cribado familiar en pacientes con miocardiopatías inexplicadas.

Referencias

1. Capetanaki Y, Bloch RJ, Kouloumenta A, Mavroidis M, Psarras S. Muscle intermediate filaments and their links to membranes and membranous organelles. Experimental Cell Research.
2. Clemen CS, Herrmann H, Strelkov SV, Schröder R. Desminopathies: pathology and mechanisms. Acta Neuropathologica.
3. Brodehl A, Gaertner-Rommel A, Milting H. Molecular insights into cardiomyopathies associated with desmin (DES) mutations. Biophysical Reviews.
4. Online Mendelian Inheritance in Man. Desmin; DES.