Desmogleína

Qué es la desmogleína

Es una glicoproteína de adhesión célula-célula, con un dominio extracelular que sobresale hacia el espacio intercelular y un dominio citoplásmico que se conecta con el andamiaje interno del desmosoma. Pertenece a la superfamilia de las cadherinas, cuya característica común es que necesitan calcio para adherirse a moléculas equivalentes de la célula contigua.

El nombre se forma a partir del griego δεσμός (desmós), "atadura, ligadura", y de gleína, adaptación de gluten en el sentido antiguo de "cola" o "pegamento". Literalmente, "cola que ata". La denominación se acuñó al identificar por bioquímica los primeros componentes proteicos del desmosoma, en los años setenta.

Estructura molecular

Cada molécula tiene tres regiones bien delimitadas. El dominio extracelular contiene cinco subdominios de tipo cadherina, cuatro de ellos altamente conservados y uno variable, que interaccionan de forma calcio-dependiente con las cadherinas del vecino. La región transmembrana ancla la molécula a la bicapa lipídica. Y el dominio citoplásmico, que es el más largo de todas las cadherinas conocidas, contiene una secuencia específica llamada ICS (intracellular cadherin-like segment), que se une a la placoglobina y, a través de ella, a la desmoplaquina y a los filamentos intermedios del citoesqueleto.

La adhesión entre células es a la vez homofílica y heterofílica: una desmogleína puede unirse a otra desmogleína en la célula opuesta, pero también a una desmocolina, la otra cadherina desmosomal.

Cuatro isoformas y su distribución

En el ser humano existen cuatro genes de desmogleína, DSG1 a DSG4, y cada isoforma se expresa de forma preferente en distintos territorios.

Desmogleína 1 (Dsg1). Se localiza sobre todo en las capas superficiales de la epidermis, con máxima expresión en el estrato granuloso. Es la responsable de la cohesión entre queratinocitos maduros y de la impermeabilidad de la barrera cutánea. También aparece, en menor cantidad, en la mucosa oral y esofágica.

Desmogleína 2 (Dsg2). Es la más ampliamente distribuida. Se expresa en todos los tejidos con desmosomas, incluidos los epitelios simples y, de manera muy notable, el miocardio. En el corazón forma parte del disco intercalar, la zona de contacto entre miocitos.

Desmogleína 3 (Dsg3). Se concentra en el estrato basal y suprabasal de la epidermis y de forma uniforme en toda la mucosa oral estratificada. Ese contraste de distribución entre piel y mucosa explica por qué algunos procesos autoinmunes tienen presentación exclusivamente cutánea y otros predominantemente mucosa.

Desmogleína 4 (Dsg4). La menos estudiada. Se identifica en los folículos pilosos y en las capas superficiales de la epidermis. Su alteración se ha relacionado con la hipotricosis autosómica recesiva localizada.

Adhesión dependiente de calcio

Los dominios extracelulares necesitan iones de calcio para plegarse en la conformación que permite el reconocimiento entre moléculas. Cuando el calcio extracelular está presente, cada subdominio adopta una estructura rígida en forma de cilindro y las cadherinas de dos células se acoplan como dientes de una cremallera. En los desmosomas jóvenes esa interacción es reversible: basta con retirar el calcio del medio para que se desmonte. En los desmosomas maduros la unión pasa a un estado de hiperadhesión, insensible al calcio, mucho más estable.

Autoantígeno en las enfermedades del pénfigo

La desmogleína es el objetivo autoinmune característico de la familia del pénfigo. La distribución de las isoformas en la piel y en las mucosas explica el patrón clínico de cada variante. Los anticuerpos dirigidos contra Dsg1 producen ampollas superficiales, porque esa isoforma predomina en las capas altas de la epidermis. Los anticuerpos contra Dsg3 provocan ampollas más profundas, justo por encima del estrato basal, y afectan sobre todo a la mucosa oral, donde Dsg3 es la isoforma dominante. Cuando coexisten anticuerpos frente a Dsg1 y Dsg3, la afectación es mucocutánea. Esta correspondencia entre la isoforma diana y la altura de la ampolla es el llamado "modelo de compensación" de la desmogleína.

Diferenciación con otras cadherinas

Desmocolina. Es la otra cadherina del desmosoma, con la que la desmogleína forma pareja en cada punto de contacto. Sus tres isoformas (Dsc1-Dsc3) siguen un patrón de expresión paralelo al de las desmogleínas, aunque su papel como autoantígeno en el pénfigo es minoritario.

E-cadherina y cadherinas clásicas. Aunque comparten con la desmogleína el diseño general y la dependencia del calcio, pertenecen a las uniones adherentes, no a los desmosomas. Anclan filamentos de actina y no dan lugar a estructuras hiperadhesivas.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa el nombre desmogleína?

Combina el griego δεσμός, "atadura o ligadura", con gleína, derivado de gluten en su acepción antigua de "cola" o sustancia pegajosa. Es decir: "la cola que ata las células". El nombre se propuso al aislarse las primeras proteínas del desmosoma y refleja la función mecánica que se sospechaba antes incluso de conocer su estructura.

¿Cuántos tipos de desmogleína existen?

Cuatro. Se numeran del 1 al 4 y se codifican en genes contiguos del cromosoma 18. Cada isoforma tiene una distribución preferente por tejidos, lo que permite que un mismo tipo de unión, el desmosoma, se ajuste a las exigencias mecánicas de la piel, de las mucosas, del cuero cabelludo o del miocardio con arquitecturas moleculares ligeramente distintas.

¿Por qué los desmosomas necesitan calcio?

Porque los subdominios extracelulares de la desmogleína solo se pliegan correctamente cuando hay iones de calcio ocupando las posiciones específicas entre ellos. Sin calcio, la molécula queda flácida y no puede reconocer a su pareja en la célula vecina. Es una regla general de la superfamilia cadherina, y la razón de que en el laboratorio se pueda desmontar un cultivo epitelial simplemente quelando el calcio del medio.

¿Puede haber desmogleínas fuera de la piel?

Sí, y de forma abundante. La Dsg2 se expresa prácticamente en todos los tejidos con desmosomas, incluidos los epitelios simples del tubo digestivo y, muy importante, el músculo cardíaco. En el corazón forma parte del disco intercalar, la zona de contacto entre miocitos contiguos. Su malfunción se ha implicado en algunas formas hereditarias de miocardiopatía arritmogénica, junto con las alteraciones de la desmoplaquina y de las placofilinas.

Referencias

1. Amagai M, Stanley JR. Desmoglein as a target in skin disease and beyond. Journal of Investigative Dermatology.
2. MSD Manual. Pénfigo vulgar. Versión para profesionales.
3. Getsios S, Huen AC, Green KJ. Working out the strength and flexibility of desmosomes. Nature Reviews Molecular Cell Biology.
4. National Center for Biotechnology Information. DSG1 desmoglein 1 [Homo sapiens]. Gene database.