Laminina

Qué es la laminina

La laminina es, en rigor, no una sola proteína sino una familia de glucoproteínas heterotriméricas —es decir, formadas por la asociación de tres cadenas polipeptídicas distintas— que se localizan en la lámina basal de prácticamente todos los tejidos del organismo. Cada molécula de laminina está compuesta por una cadena α (alfa), una cadena β (beta) y una cadena γ (gamma), unidas entre sí por puentes disulfuro. Las tres cadenas se enrollan formando una estructura con aspecto de cruz asimétrica: un brazo largo, de unos 77 nm, rematado por un gran dominio globular, y tres brazos cortos de longitud variable, cada uno terminado también en dominios globulares. Esta forma característica le permite interactuar simultáneamente con múltiples moléculas de su entorno.

El nombre "laminina" se acuñó a finales de la década de 1970, cuando Rupert Timpl y colaboradores aislaron por primera vez esta proteína a partir de un tumor de ratón (el sarcoma de Engelbreth-Holm-Swarm) rico en componentes de membrana basal. El término deriva directamente de lámina —del latín lamĭna, "capa delgada"—, en referencia a la lámina basal donde se localiza la proteína, con el sufijo -ina que en bioquímica designa convencionalmente a las proteínas (como fibronectina, albúmina o queratina).

En el ser humano se han identificado 5 tipos de cadenas α, 3 de cadenas β y 3 de cadenas γ, que se combinan en al menos 16 isoformas distintas de laminina. No todas las combinaciones son posibles, y cada isoforma presenta una distribución tisular específica. La laminina-111 (α1β1γ1) fue la primera en aislarse y es la más estudiada; la laminina-332 (α3β3γ2) es el componente dominante de la unión dermoepidérmica de la piel; la laminina-211 (α2β1γ1), también llamada merosina, predomina en la lámina basal del músculo esquelético y del sistema nervioso periférico.

Funciones de la laminina en la lámina basal

La lámina basal es una delgada red de matriz extracelular que se sitúa bajo todos los epitelios del organismo, rodeando también a las células musculares, los adipocitos y las células nerviosas periféricas. Sus cuatro componentes principales son la laminina, el colágeno tipo IV, el proteoglicano perlecano y la glucoproteína nidógeno (también llamada entactina). La laminina desempeña un papel organizador central en este ensamblaje: sus moléculas se polimerizan entre sí formando una primera red que actúa como andamiaje, y a ella se une después la red de colágeno IV, conectada mediante puentes de nidógeno. Sin la laminina, la lámina basal no se forma.

Las funciones de la laminina pueden resumirse en tres grandes áreas. En primer lugar, la adhesión celular: la laminina se une a receptores de la superficie de las células —sobre todo a las integrinas y al distroglicano—, proporcionando a las células un punto de anclaje firme a la lámina basal. En la piel, este anclaje se materializa a través de los hemidesmosomas, estructuras especializadas de la cara basal de los queratinocitos que conectan el citoesqueleto celular con la laminina-332 de la lámina basal. En segundo lugar, la organización tisular: la laminina participa en la arquitectura de los tejidos durante el desarrollo embrionario, contribuyendo a la formación de los órganos tubulares (vasos sanguíneos, riñón, pulmón, intestino). Y en tercer lugar, la señalización celular: al unirse a sus receptores, la laminina desencadena vías de señalización intracelular que regulan la supervivencia, la proliferación, la migración y la diferenciación de las células.

Relevancia clínica

Las mutaciones en los genes que codifican las distintas cadenas de laminina producen enfermedades que afectan a los tejidos donde cada isoforma es predominante. Las dos asociaciones clínicas mejor establecidas son la epidermólisis ampollosa juntural y la distrofia muscular congénita por déficit de merosina.

En la epidermólisis ampollosa juntural, las mutaciones afectan a los genes de la laminina-332 (cadenas α3, β3 o γ2), que es la isoforma que ancla la epidermis a la dermis. La ausencia o la alteración grave de esta proteína provoca que la piel se despegue a nivel de la unión dermoepidérmica ante el mínimo roce, produciendo ampollas extensas desde el nacimiento. La forma más grave (antes denominada tipo Herlitz) es potencialmente mortal en el periodo neonatal.

En la distrofia muscular congénita con déficit de merosina (también conocida como distrofia muscular congénita tipo 1A), las mutaciones afectan al gen LAMA2, que codifica la cadena α2 de la laminina-211, predominante en la lámina basal del músculo estriado y de las células de Schwann del nervio periférico. La deficiencia de esta proteína compromete la integridad de la fibra muscular y produce una debilidad muscular grave desde los primeros meses de vida, acompañada con frecuencia de alteraciones de la sustancia blanca cerebral visibles en la resonancia magnética.

Diferenciación con proteínas relacionadas

La laminina comparte la lámina basal con otras proteínas con las que no debe confundirse. La fibronectina es otra glucoproteína de adhesión, pero su localización principal no es la lámina basal sino la matriz extracelular intersticial del tejido conectivo; además, la fibronectina es un dímero (dos cadenas) mientras que la laminina es un trímero (tres cadenas). El colágeno tipo IV forma la segunda red estructural de la lámina basal; a diferencia de los colágenos fibrilares (tipos I, II, III), el colágeno IV no se organiza en fibras sino en una malla bidimensional que se entrelaza con la red de laminina. Y el nidógeno (entactina) actúa como puente molecular entre ambas redes, sin formar una red propia.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "laminina"?

Del latín lamĭna ("capa delgada"), que da nombre a la lámina basal donde se localiza la proteína, más el sufijo -ina, que en bioquímica se emplea para designar proteínas. La laminina fue aislada y nombrada por primera vez a finales de los años 1970 por el equipo de Rupert Timpl a partir de un tumor de ratón rico en membrana basal.

¿La laminina es una sola proteína?

No. "Laminina" designa a toda una familia de al menos 16 glucoproteínas distintas, cada una formada por una combinación diferente de cadenas α, β y γ. Cada isoforma tiene una distribución tisular propia: unas predominan en la piel, otras en el músculo, otras en el riñón o en el sistema nervioso. Por eso las mutaciones en distintas cadenas producen enfermedades en órganos diferentes.

¿Qué relación tiene la laminina con la epidermólisis ampollosa?

La epidermólisis ampollosa juntural, una de las formas más graves de esta enfermedad, se debe a mutaciones en los genes de la laminina-332, la isoforma que ancla la epidermis a la dermis. Cuando esta proteína falta o está gravemente alterada, la piel se despega ante el menor roce y se forman ampollas extensas desde el nacimiento.

¿Es lo mismo laminina que lamina?

No, aunque los nombres se parecen mucho y comparten la misma raíz latina. La laminina es una glucoproteína de la lámina basal extracelular, implicada en la adhesión de las células a la matriz. Las laminas (sin tilde en plural), en cambio, son proteínas de los filamentos intermedios nucleares que forman la lámina nuclear del interior del núcleo celular. Son proteínas completamente distintas, codificadas por genes diferentes, con localización y funciones diferentes.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Epidermólisis ampollosa. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Megías M, Molist P, Pombal MA. La célula: matriz extracelular, glucoproteínas. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo.
3. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI). Proteína. Glosario de genética en español.
4. Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel (NIAMS). Epidermólisis ampollosa. NIAMS en español.