Endocitosis mediada por receptor

Qué es la endocitosis mediada por receptor

Mientras que la pinocitosis captura líquido extracelular de forma indiscriminada, la endocitosis mediada por receptor selecciona con precisión las moléculas que van a ser internalizadas. El ligando se une a un receptor transmembrana, y ese complejo ligando-receptor se concentra en regiones especializadas de la membrana antes de ser englobado en una vesícula. La selectividad del proceso permite a la célula acumular determinados solutos a concentraciones muy superiores a las del medio externo.

La vía canónica utiliza clatrina como proteína de revestimiento: los complejos ligando-receptor se agrupan en depresiones de la membrana recubiertas por un entramado poliédrico de clatrina (las llamadas «fosas revestidas»), que se invaginan y terminan cerrándose en vesículas de 100 a 200 nanómetros de diámetro. La escisión del cuello de la vesícula la ejecuta la GTPasa dinamina.

La vía de las LDL y la aportación de Goldstein y Brown

En 1973, los bioquímicos estadounidenses Michael S. Brown y Joseph L. Goldstein empezaron a desentrañar cómo las células captan colesterol a partir de las lipoproteínas de baja densidad circulantes. Demostraron que la partícula LDL se une a un receptor específico de membrana, que ambos son internalizados juntos mediante vesículas revestidas de clatrina y que, dentro del endosoma, la acidificación del medio disocia la LDL de su receptor. La LDL acaba en el lisosoma, donde se libera el colesterol; el receptor, vacío, se recicla a la superficie celular para iniciar otro ciclo.

Este trabajo les valió el premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1985 y proporcionó la explicación molecular de la hipercolesterolemia familiar: mutaciones en el gen del receptor de LDL impiden la captación normal de colesterol, que se acumula en sangre.

La vía de la transferrina y otras cargas

El hierro circula en plasma unido a la transferrina. Cuando esta proteína, cargada con dos átomos de hierro, se une a su receptor (TfR1), el complejo se internaliza por la misma ruta de clatrina. Dentro del endosoma, la bajada de pH libera el hierro; pero la transferrina (ya sin hierro, denominada apotransferrina) no se degrada: permanece unida al receptor y ambos regresan juntos a la membrana, donde el pH neutro del medio extracelular provoca la disociación. Es un reciclaje limpio, sin destrucción de la proteína portadora.

Otras moléculas internalizadas por esta vía incluyen factores de crecimiento (como el EGF), inmunoglobulinas maternas que atraviesan la placenta y la barrera intestinal neonatal, y numerosas hormonas peptídicas. Los virus con envuelta lipídica (gripe, hepatitis C) también aprovechan receptores de superficie para penetrar en la célula por endocitosis.

Vías independientes de clatrina

No toda la endocitosis mediada por receptor depende de clatrina. Las caveolas, pequeñas invaginaciones ricas en colesterol y en la proteína caveolina, constituyen una vía alternativa implicada en el transporte de albúmina, en la señalización por óxido nítrico en el endotelio y en la internalización de ciertos patógenos. Se han descrito además rutas independientes tanto de clatrina como de caveolina, cuyo papel fisiológico se conoce todavía de forma incompleta.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia la endocitosis mediada por receptor de la pinocitosis?

La pinocitosis captura líquido extracelular con todo lo que contenga, sin selección. La endocitosis mediada por receptor, en cambio, requiere la unión previa del ligando a un receptor específico de membrana, lo que confiere al proceso alta selectividad y permite concentrar moléculas que están diluidas en el medio.

¿Qué ocurre si el receptor de LDL no funciona?

Si el receptor está ausente o es defectuoso, como sucede en la hipercolesterolemia familiar, las células no retiran eficientemente las LDL de la sangre. El colesterol se acumula en el plasma y se deposita en las paredes vasculares, con un riesgo cardiovascular muy elevado desde edades tempranas. Brown y Goldstein describieron este mecanismo en los años setenta.

¿Los virus utilizan esta vía para infectar?

Sí, numerosos virus se unen a receptores de superficie y aprovechan la maquinaria endocítica para entrar en la célula. El virus de la gripe, por ejemplo, se une a residuos de ácido siálico, es internalizado en un endosoma y, una vez allí, la acidificación desencadena la fusión de la envuelta viral con la membrana del endosoma, liberando el material genético al citoplasma.

Referencias

1. NCBI Bookshelf (Alberts et al.). Molecular Biology of the Cell: Transport from the Plasma Membrane via Endosomes.
2. The Nobel Foundation. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1985: Brown & Goldstein.
3. Manual MSD (versión para profesionales). Dislipidemia.
4. JoVE Science Education. Clatrina y endocitosis mediada por receptor.