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ARTÍCULO DIVULGATIVO

hERG : un canal de potasio implicado en el ritmo cardíaco y mucho más

Francisco Barros, Pedro Domínguez, Angeles Machín y Pilar de la Peña

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular. Universidad de Oviedo.

Las arritmias cardíacas son procesos en los que el corazón desarrolla una actividad eléctrica anormal. Tienen múltiples orígenes y constituyen una importante causa de mortalidad. El ritmo cardíaco depende de la coordinación precisa de una onda eléctrica propagada a través del corazón en cada ciclo de sístole/diástole, que es finalizada gracias a la operación de diferentes canales de potasio, entre ellos el canal hERG. Por tanto, conocer la estructura y la función de estas proteínas resulta esencial para controlar algunas de las patologías que conllevan alteraciones de dicho ritmo. El caso del canal hERG es especialmente relevante porque resulta bloqueado por multitud de fármacos que así alteran el ritmo cardíaco, pero también porque está implicado en otros procesos tan esenciales y fisiopatológicamente relevantes como la transmisión de los impulsos nerviosos, la secreción de hormonas y neurotransmisores, e incluso la proliferación de células tumorales.

Las arritmias cardíacas y el canal hERG.

Las arritmias cardíacas son un área muy relevante en la investigación de las enfermedades cardiovasculares y una de las primeras causas de muerte en el mundo desarrollado. De hecho, se estima que sólo en occidente entre medio millón y un millón de personas mueren anualmente de "muerte súbita cardíaca" (lo que supone entre el 10 y el 20% de las muertes de adultos), siendo la fibrilación ventricular desencadenada por arritmias la causa más frecuente de dicha muerte repentina (Knollmann & Roden 2008 Nature 451:929). Aunque en muchos casos las arritmias están relacionadas con fallos cardíacos durante, por ejemplo, infartos o hipertrofias, también son características del denominado síndrome “QT-largo” (o síndrome LQT), que afecta de forma congénita a uno de cada 1000-2000 individuos (Roden & Viswanathan 2005 J Clin Invest 115:2025; Vohra 2007 Heart Lung Circul 16:S5; Webster & Berul 2008

Trends Cardiovasc Med 18:216; Morita et al 2008 Lancet 372:750; Goldenberg & Moss 2008 J Am Coll Cardiol 51:2291).

El ritmo cardíaco normal depende de la coordinación extraordinariamente precisa de una onda eléctrica que se propaga por el tejido ordenadamente desde el nodo sinoatrial a la aurícula y el ventrículo. Este ritmo es controlado por un fino balance de iones fluyendo hacia dentro y fuera de las células cardíacas individuales. De forma simplificada, podríamos decir que la entrada de Na+ y Ca2+ a los miocitos cardíacos a través de sus respectivos canales iónicos (fases 0, 1 y 2 en Fig. 1A), provoca una despolarización de la membrana de las células e induce la excitación y contracción del miocardio. Por su parte, la activación de varios tipos de canales de K+ y el flujo de este ión desde el interior celular al medio externo provoca la repolarización de las células miocárdicas y con ello la terminación

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(fases 3 y 4 en Fig.1A) de esta oscilación cíclica del potencial de membrana celular denominada potencial de acción.

El comienzo y el final de cada una de estas ondas periódicas producidas de forma sincronizada en las células de las distintas regiones del miocardio, dan lugar a perturbaciones eléctricas que pueden ser detectadas en la superficie corporal generando un electrocardiograma. En el electrocardiograma humano normal son particularmente prominentes las ondas denominadas QRS y T, que coinciden precisamente con el comienzo y el final del ciclo eléctrico en la gran masa del ventrículo (Fig. 1B), delimitando por tanto el ”intervalo QT”, que indica pues la duración de la onda eléctrica generada en dicho ventrículo.

Aparte de posibles aumentos en el flujo de Na+ y Ca2+ a través de sus canales, una de las causas más frecuentes de síndrome QT-largo es el mal funcionamiento de los canales de K+ cardíacos. Fallos en la función de los mismos que dificulten o impidan su apertura y con ello el flujo del catión al exterior del miocito, originarán una despolarización prolongada ocasionada por la entrada excesiva de iones positivos a la célula. Esto aumentará la duración del intervalo QT, causando cierta heterogeneidad eléctrica en las diferentes células y fomentando la producción de post-despolarizaciones tempranas. Las ondas de re-entrada así generadas (Fig. 1B) podrían llevar a su vez a la producción de una arritmia severa o taquicardia ventricular polimórfica bautizada con la expresión francófona "torsade de pointes", que dará lugar a síncopes si esta arritmia acaba autolimitándose, o que de mantenerse producirá una fibrilación ventricular y paro cardíaco (Viskin 1999 Lancet 354:1625; Tamargo 2000 Jpn J Pharmacol 83:1). Entre los canales de K+ relacionados con la aparición del síndrome QT-largo, tiene gran importancia el canal hERG (“human ether-a-go-go-related gene”, también denominado KCNH2, o Kv11.1 en la nomenclatura IUPAC), cuya disfunción da lugar al tipo 2 del citado síndrome (LQT2).

Si bien se conocen unos doce tipos de síndrome QT-largo hereditario (Roden y Viswanathan 2005 J Clin Invest 115:2025; Webster & Berul 2008 Trends Cardiovasc

Med 18:216), las variantes genéticas más comunes son las correspondientes a los LQT1 (aproximadamente un 40%, asociado a mutaciones en el gen del canal de K+ denominado KvLQT1, KCNQ1 o Kv7.1),

Figura 1 A) Esquema de un potencial de acción idealizado en un cardiocito ventricular humano. Las distintas fases del potencial de acción (0 a 4) y las corrientes iónicas (I) fundamentales en cada zona del mismo se indican en la figura. Se destaca en rojo la corriente Ikr transportada por el canal hERG. B) El electrocardiograma, el intervalo QT y el potencial de acción. Un electrocardiograma humano y una representación esquemática del mismo, en la que se indican las diferentes ondas identificadas en el registro electrocardiográfico, se ilustran en la parte superior. En la parte inferior se representa un potencial de acción ventricular (trazos negros del esquema) y su alargamiento durante un síndrome QT-largo, con la subsiguiente aparición de ondas de re-entrada (trazos azules).

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LQT2 (cerca del 40%, debido a mutaciones en hERG) y LQT3 (menos del 10%, causado por mutaciones en el canal de Na+ Nav1.5).Es interesante hacer notar que en una compilación reciente de las mutaciones en hERG relacionadas con el síndrome LQT2 se han identificado cerca de 600 repartidas a todo lo largo de la secuencia proteica del canal (ver las bases de datos "Inherited Arrhytmias Database" en http://www.fsm.it/cardmoc y "LQTS gene LOVD database" en Zhang et al 2010 Hum Mut 31:E1801). Además de por mutaciones genéticas en la proteína de hERG, es posible desarrollar un síndrome LQT2, de tipo adquirido, tras la administración de gran número y variedad de fármacos de uso común, incluyendo por ejemplo antihistamínicos como la terfenadina y el astemizol, agentes gastrointestinales como el cisapride, antipsicóticos como el sertindol o agentes urológicos como la terolidina, que como efecto secundario indeseado bloquean el canal hERG (Tamargo 2000 Jpn J Pharmacol 83:1; Roden & Viswanathan 2005 J Clin Invest 115:2025; Killeen 2009 Drug Discov Tod 14:589; Du et al 2011 Assay Drug Dev Tech 9:580). De hecho, este riesgo de actuación sobre hERG se ha convertido durante los últimos años en la causa más frecuente de retirada del mercado de medicamentos prescritos para patologías no cardíacas. Es de hacer notar que el impacto económico de estas actuaciones puede llegar a ser enorme, dado que el coste estimado para el desarrollo de un nuevo fármaco se estima superior a los 500 millones de euros, y que el coste de la propia retirada del mercado, gastos legales aparte, podría estar por encima de los 300 millones.

Teniendo en cuenta estos antecedentes, es evidente que el mejor conocimiento de la estructura, función y regulación fisiológica de canales como hERG resulta enormemente interesante. Sin embargo, no fue hasta el año 1995 cuando se obtuvieron las evidencias experimentales que demostraron que una de las corrientes de K+

involucradas en la repolarización del potencial de acción cardíaco, es decir, en la finalización del ciclo cardíaco, la denominada IKr, era transportada precisamente por hERG, cuyo gen había

sido identificado a principios de los noventa por su semejanza con uno similar de Drosophila melanogaster (Warmke & Ganetzky 1994 Proc Natl Acad Sci USA 91:3438). Esto amplió enormemente la posibilidad de profundizar en las bases moleculares, biofísicas y mutacionales del síndrome LQT2, así como de conocer los condicionantes del bloqueo farmacológico de hERG y/o su implicación en distintos procesos fisiopatológicos.

Características funcionales de hERG.

hERG pertenece a la superfamilia de canales de K+ dependientes de voltaje (Kv), que engloba las familias Kv1 a Kv12. En concreto, hERG se sitúa en el grupo de canales ether-a-go-go o "eag", que comprende las familias Kv10 (eag), Kv11 (erg o "eag-related gene") y Kv12 (elk o "eag-like"). Entre ellos, el canal cardíaco hERG corresponde a la isoforma humana de ERG1 o Kv11.1. En su conjunto, los canales Kv se caracterizan funcionalmente por permitir la permeación del ión K+ a su través, tras la apertura del poro transmembranal que delimita la proteína, en respuesta a la despolarización de la membrana (Fig. 2A). Así, la variación hacia valores menos negativos del potencial transmembranal interior desplaza el equilibrio conformacional de la proteína desde un estado cerrado no conductor ("C"), hacia el estado abierto ("O") que, en condiciones fisiológicas normales, permite el flujo de K+ hacia el exterior de la célula impulsado por el gradiente electroquímico del ión. En muchos casos, si la despolarización se mantiene, los canales Kv se desplazan a un estado conformacional ulterior no conductor, denominado estado inactivo ("I"). La repolarización subsiguiente de la membrana revierte esta secuencia de eventos, desplazando el estado conformacional de la proteína de nuevo a través del estado abierto hacia el estado cerrado (Fig. 2A).

Mientras estas características funcionales son básicamente comunes a la totalidad de los canales de la superfamilia Kv activados por despolarización, el caso concreto de hERG presenta una peculiaridad única, y es que transporta más K+ durante la repolarización que durante la

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despolarización. Este comportamiento “anómalo” se debe a una peculiaridad cinética basada en una combinación especial de tasas de desplazamiento entre los estados C, O e I. Así, mientras la cinética de la transición C-O es sumamente lenta, la del paso O-I es extremadamente rápida (Fig. 2A y 2B). Como consecuencia, y a diferencia de lo que ocurre con otros canales Kv, el tiempo de residencia de hERG en el estado O conductor es muy breve durante la despolarización de la membrana y la corriente de K+ transportada por el canal es muy reducida (Fig. 2B). Por el contrario, con la vuelta a potenciales de membrana negativos, la rapidísima transición I-O seguida de un lento paso O-C, mantiene los canales en su conformación abierta de forma prolongada, observándose así unos considerables niveles de corriente de K+ durante la repolarización y la transición hacia el estado cerrado. Esta propiedad de transportar mayores niveles de corriente iónica a potenciales negativos que a voltajes despolarizantes justifica la calificación de hERG como un "rectificador anómalo", a pesar de su pertenencia al conjunto de los canales Kv con "rectificación normal", es decir, caracterizados por una transición al estado abierto conductor en respuesta a la despolarización de la membrana.

Esta peculiaridad funcional de hERG, lejos de constituir una mera anécdota cinética, constituye la base de su papel fisiológico tanto en las células miocárdicas como en otros tipos celulares (ver apartado siguiente). Así, durante la larga fase de meseta (fase 2; Fig. 1A) característica del potencial de acción cardíaco, con una despolarización mantenida que permite el flujo hacia el interior del Ca2+ necesario para la contracción del músculo, la reducida magnitud de corrientes como hERG evita la repolarización y terminación prematura de la onda eléctrica que se produciría mediante la apertura de un canal Kv convencional. Sin embargo, a medida que la fase de despolarización acaba (fase 3 en Fig.1A) y la de repolarización comienza, las características cinéticas de hERG provocan un aumento de la corriente de K+ hacia el exterior, lo que junto a la activación de algunos otros canales de K+ en esta fase,

ocasiona la repolarización de la membrana y la terminación del potencial de acción. Una consecuencia adicional de este comportamiento es que debido a la lenta tasa de cierre de hERG los canales aún permanecen abiertos decenas de milisegundos tras la repolarización del potencial de acción, si bien transportan poca corriente durante este período, dado que al potencial basal normal de la célula cercano a los -80 mV el gradiente electroquímico del K+ es mínimo. Sin embargo, si durante este periodo llega un estímulo prematuro

Figura 2 A) Esquema de los estados conformacionales y las modificaciones dependientes de voltaje de un canal hERG. Las figuras inferiores representan dos de las cuatro subunidades α y una compuerta citoplasmática simbólica, así como la inactivación asociada al colapso del filtro de selectividad del poro. B) Corrientes representativas de una célula que expresa canales hERG y cuyo voltaje transmembranal es mantenido bajo control a los valores especificados en el esquema inferior.

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que tiende a generar una nueva despolarización, los canales hERG que aún no han cerrado dejarán pasar una gran corriente de K+, ayudando a suprimir la propagación de la subsiguiente onda prematura y con ello de las hipotéticas arritmias asociadas a ella. Es importante comentar que un bloqueo de hERG podría en principio tener también propiedades antiarrítmicas, ya que un retraso moderado de la repolarización podría limitar la aparición de corrientes despolarizantes como las de Na+ y Ca2+, incrementando el período refractario para una nueva despolarización y prolongando así el período entre potenciales de acción sucesivos. Como consecuencia, podría anticiparse que esto resultaría efectivo para la supresión de arritmias causadas por mecanismos de re-entrada. Sin embargo, como ya hemos indicado, una prolongación excesiva del potencial de acción (y con ella del intervalo QT) es pro-arritmogénica, ya que disminuye la capacidad repolarizante de los canales de potasio y permite así la aparición de post-despolarizaciones tempranas (Fig. 1B). Bases moleculares de la funcionalidad y la farmacología de hERG. Evidentemente, el papel fisiológico de hERG en el corazón depende de sus características funcionales, y éstas a su vez descansan en la estructura terciaria y cuaternaria de la proteína. ¿Qué organización molecular general presentan los canales Kv entre los que se incluye hERG?. Todos los canales Kv son proteínas tetraméricas formadas por cuatro subunidades α que se coensamblan en la membrana para formar un poro central hidrofílico para la conducción iónica del K+

(revisado en Barros et al 2012 Frontiers Pharmacol.DOI10.3389/fphar.2012.00049). Cada subunidad α muestra una topología caracterizada por la presencia de seis segmentos hidrofóbicos transmembranales (S1-S6), de los cuales los dos últimos S5-S6 y el lazo que los conecta delimitan el poro central de permeación (Fig. 3). El dominio sensor de voltaje del canal está formado por los segmentos S1-S4, de los cuales el S4 contiene una alta densidad de residuos cargados positivamente y constituye el

componente esencial para detectar los cambios en el potencial a través de la membrana. Aunque es posible la presencia adicional de subunidades accesorias, en los canales Kv la estructura tetramérica formada por las subunidades α coensambladas aporta los tres elementos funcionales esenciales: un poro de conducción en el que reside la selectividad iónica, un sensor de voltaje que detecta los cambios en el campo eléctrico transmembranal y acopla sus cambios conformacionales a la operación de la(s) compuerta(s) del canal (proceso conocido con el término "gating"), y una o más compuertas que abren y cierran en respuesta al voltaje. El filtro de selectividad, el sensor de voltaje y la mayoría de los elementos para la apertura, el cierre y la inactivación de un canal Kv están localizados en la porción transmembranal del canal. Sin embargo, la hipotética compuerta y el acoplador sensor-compuerta

Figura 3 Representación esquemática de la organización tetramérica del canal hERG. Un modelo estructural de la topología de una de las cuatro subunidades α aparece representado a la derecha.

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(es decir, el lazo que conecta los segmentos S4-S5) aparecen en la cara intracelular de la membrana, y por tanto pueden considerarse más citoplasmáticos que transmembranales.

Pues bien, mientras esta arquitectura básica de la porción transmembranal de cada subunidad α es común a toda la superfamilia de canales de cationes dependientes de voltaje, existen elementos adicionales en la forma de dominios intracelulares y/o subunidades accesorias capaces de matizar de forma importante las propiedades de apertura y cierre de los canales Kv.

De hecho, el caso de hERG es particularmente reseñable en este sentido dado que un volumen mucho mayor que la región transmembranal, y que corresponde a cerca del 80% de la proteína del canal, se proyecta hacia el interior celular. Estas extensas regiones citoplasmáticas corresponden esencialmente a los largos extremos amino y carboxilo de la proteína situados intracelularmente, de los que aún no se conocen los detalles de su arquitectura molecular (Miranda et al 2008 Biochim Biophys Acta 1783:1681). Sin embargo, es bien conocido que las peculiares propiedades de apertura y cierre del canal están muy influenciadas y en parte determinadas por algunos de los dominios citoplasmáticos de la proteína (Viloria et al 2000 Biophys J 79:231). Por el contrario, el proceso de inactivación de hERG no está relacionado con ningún dominio intracelular, sino que es debido a un rápido colapso del filtro de selectividad del canal ante la despolarización. Asimismo, ha sido reconocido que estas voluminosas regiones intracelulares juegan un papel esencial en la modulación de la actividad de hERG por hormonas y neurotransmisores (Gómez-Varela et al 2003 FEBS Lett 535:125; Alonso-Ron et al 2009 Pflügers Arch 457:1273). Por otro lado y como era de esperar, de los cientos de mutaciones en hERG asociadas a la aparición del síndrome LQT2, la mayoria se localizan en estas regiones citoplasmáticas, si bien tan sólo se ha caracterizado hasta la fecha un pequeño porcentaje de las mismas mediante análisis electrofisiológico o funcional.

En lo referente a la reconocida promiscuidad de hERG para ser bloqueado por fármacos muy diversos y con muy distintas estructuras químicas, sí se han identificado algunos de los determinantes moleculares de dicho comportamiento (Vandenberg et al 2001 Trends Pharmacol Sci 22:240; Perry et al 2010 J Physiol 588:3157).

Así, la sensibilidad a tan alto número de compuestos estructuralmente dispares parece responder a tres características fundamentales de la molécula de hERG. Primero, la existencia de una gran cavidad a lo largo del poro de hERG, capaz de acomodar una gran variedad de moléculas con estructuras distintas (Fig. 4). Segundo, la presencia de residuos con cadenas laterales aromáticas en dicha cavidad interior, que facilitan la unión con alta afinidad de un gran número de moléculas que también contienen en su estructura anillos aromáticos. Tercero, su extremadamente rápida inactivación, que posibilita ciertos cambios conformacionales que ayudan a estabilizar la unión de los fármacos al canal.

Figura 4 Esquema de la cavidad de un canal de K+ hERG mostrando los residuos implicados en la unión de todos los bloqueantes que se unen al canal con alta afinidad (esferas rojizas), así como los residuos que tan sólo participan en la unión de alta afinidad de antiarrítmicos tipo III como las metanosulfonanilidas (esferas verdosas).

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Los canales erg: mucho más que un canal cardíaco.

Si bien resulta evidente la gran

importancia funcional del canal hERG en los ventriculocitos cardíacos como responsable de la corriente IKr, implicada en la repolarización del potencial de acción ventricular y en la determinación del intervalo QT, también se ha demostrado que los canales ERG juegan un papel importante en otros procesos celulares en diversos tipos de tejidos. Incluso a nivel cardíaco, es importante matizar que la expresión del propio hERG no se restringe al miocardio ventricular, sino que se ha detectado una abundante presencia del mismo en la aurícula y en las células marcapasos del nódulo sinoatrial, donde por ejemplo, su modulación por acidificación podría determinar las características de la repolarización diastólica (Schram et al 2002 Circ Res 90:939; Tamargo et al 2004 Cardiovasc Res 62:9).

Dentro de la subfamilia de canales ERG se han identificado en rata tres loci codificantes de los canales ERG1, ERG2 y ERG3, de los que existen homólogos en humanos correspondientes a hERG1 (genéricamente hERG), hERG2 y hERG3. En tejidos neuronales de mamíferos se han detectado canales ERG, si bien no está aún muy claro cuál es su papel fisiológico. Así, se ha encontrado expresión de las dos isoformas ERG2 y ERG3 (ausentes del tejido cardíaco) en diferentes zonas del sistema nervioso central de rata, donde es probable que participen en la regulación de la actividad eléctrica de distintos tipos de neuronas (Papa et al 2003 J Comp Neurol 466:119). También se han detectado corrientes ERG en microglía y en astrocitos de hipocampo, donde se les ha atribuido un papel en la homeostasis de K+ y la excitabilidad neuronal (Zhou et al 1998 J Gen Physiol 111:781; Emmi et al 2000 J Neurosci 20:3915). Asimismo, se ha descrito expresión de hERG en células neuronales periféricas como las intersticiales de Cajal del intestino delgado, donde podrían controlar el potencial basal y la actividad marcapasos de las mismas (Zhu et al 2003 Am J Physiol 285:G1249). Por último, se ha propuesto que los canales ERG actúan

como importantes determinantes de la neuritogénesis y la diferenciación de ciertas células neuronales (Arcangeli et al 1997 Eur J Neurosci 9:2596).

Los canales ERG parecen asimismo esenciales para el correcto funcionamiento de células endocrinas como las adenohipofisarias, las β-pancreáticas y las cromafines, en las que la excitabilidad eléctrica es indispensable para su función fisiológica de secreción de hormonas y neurotransmisores (Bauer et al 1999 Mol Cell Endocrinol 148:37; Rosati et al 2000 FASEB J 14:2601, Lecchi et al 2002 J Neurosci 22:3141; Gullo et al 2003 FASEB J 17:330). Así, a modo de ejemplo, en el caso de las células adenohipofisarias las corrientes ERG son una de las dianas de la hormona liberadora de tirotropina (TRH) para el control de los niveles de calcio intracelular y de la secreción (Barros et al 1997 Pflügers Arch 435:119), así como un factor crucial en el mantenimiento del potencial de membrana basal de las mismas (Barros et al 1994 Pflügers Arch 426:221; Bauer et al 1999 Mol Cell Endocrinol 148:37).

Una última faceta extra-cardiológica en la que recientemente se ha demostrado un importante papel de hERG, es su implicación en ciertos procesos oncogénicos. Así, se ha comprobado que la expresión del canal se encuentra alterada en células tumorales y que de algún modo regula el crecimiento neoplásico (revisado en Arcangeli et al 2009 Curr Med Chem 16:66). La primera indicación de que realmente existe una relación entre hERG y cáncer provino de la demostración de que en células de neuroblastoma murino existen corrientes ERG, las cuales están diferentemente moduladas durante las distintas fases del ciclo celular. Más tarde se pudo comprobar que el canal hERG aparece notablemente sobre-expresado de un modo constante en varias líneas celulares derivadas de tumores. Es interesante comentar que se ha detectado en células tumorales la presencia de una isoforma de hERG (hERG1b) producida por "splicing" alternativo, cuyo extremo amino está truncado y que se expresa preferentemente durante la fase S del ciclo celular, mientras que el canal normal lo hace en fase G1

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(Crociani et al 2003 J Biol Chem 278:2947). Esto resulta particularmente interesante, ya que las propiedades biofísicas del canal truncado hERG1b favorecerían el estado despolarizado de la célula necesario en la fase S. Si bien se ha indicado que el patrón de sobre-expresión de las isoformas normal y truncada de hERG podría deberse a las condiciones del cultivo in vitro, se han encontrado ambas isoformas sobre-expresadas en tumores primarios. Así, se ha comprobado que ambas se expresan constitutivamente en blastos obtenidos de pacientes con leucemias mieloide o linfoblástica agudas (Arcangeli et al 2005 Novartis Found Symp 266:225).

Más recientemente, se ha detectado también expresión de hERG en varios tipos de tumores sólidos humanos. Así, un elevado porcentaje de adenocarcinomas de endometrio muestran expresión del canal in situ, mientras que esta expresión no se produce en tejidos de endometrio sano ni en hiperplasias de endometrio (Cherubini et al 2000 Br J Cancer 83:1722). Un patrón de expresión similar puede observarse en cánceres colorrectales humanos primarios, habiéndose demostrado la presencia de hERG en alrededor del 60% de los casos, mientras que el canal está ausente en mucosa de colon normal o en lesiones hiperproliferativas no cancerosas (Lastraioli et al 2004 Cancer Res 64:606). Por último, cabe destacar que los mayores niveles de incidencia de expresión de hERG en tumores ocurre en cánceres metastásicos, restringiéndose además a los tipos más agresivos de cáncer.

La participación de hERG en el control de la proliferación celular ha sido estudiada en células de leucemia, en las que se ha visto que los fármacos bloqueantes del canal tienen un efecto antiproliferativo que podría atribuirse al retardo en la progresión del ciclo celular, dificultando la salida de las células de la fase G1 (Pillozi et al 2002 Leukemia 16:1791). El papel de hERG en tumores no solo se restringiría al control de la proliferación celular, ya que se han obtenido resultados que apuntan a que también es un importante determinante de la adquisición del fenotipo tumoral en cánceres sólidos, como es el caso del cáncer colorrectal. Así, el propio nivel de expresión

del canal está relacionado de forma positiva con la capacidad de migración celular. En células de cáncer de colon con alta expresión del canal, el bloqueo de hERG es capaz de reducir significativamente la migración celular, pero no ocurre lo mismo en aquellas células con un bajo nivel de expresión (Lastraioli et al 2004 Cancer Res 64:606). Además, se ha descrito que la interrelación de hERG con la migración celular se basa en la interacción del canal con las integrinas β1 (Arcangeli y Becchetti 2006 Trends Cell Biol 16:631). Por último, se ha indicado también que hERG podría jugar un papel relevante en el control de la angiogénesis tumoral. Así, uno de los procesos necesarios para la progresión tumoral es el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos que suministren oxígeno y nutrientes al tumor, y uno de los factores de crecimiento más importantes implicados en este proceso es el VEGF. Pues bien, se ha descrito que la secreción de este factor de crecimiento se reduce en presencia de fármacos que inhiben específicamente al canal hERG, sugiriendo una relación entre la expresión del canal y la secreción de VEGF (Arcangeli y Becchetti 2006 Trends Cell Biol 16:631). También se ha indicado que esta interconexión entre dos procesos aparentemente tan distantes como la migración y la angiogénesis podría deberse a la formación de un complejo hERG-integrina β1 con una localización muy concreta en la zona de adhesiones focales, que estaría implicado en señalización celular, respondiendo a VEGF y estimulando su secreción. Además, se ha propuesto que este complejo estaría implicado en migración por la vía PI3-quinasa/Akt y también en proliferación por medio de la vía de las MAP-quinasas (Pillozi et al 2007 Blood 110:1238). Es importante destacar que recientemente se ha observado que algunos de los efectos de hERG en la proliferación de células de cáncer pulmonar de células pequeñas o de cáncer de cabeza y cuello, no dependen de las propiedades conductoras de K+ del canal, sino solamente de la presencia de la proteína en la célula (Glassmeier et al 2012 Pflügers Arch 463:365; Tirados-Menéndez et al 2012 Mod Pathol. En prensa). Esto abre alternativas distintas al bloqueo farmacológico de las

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corrientes de hERG, como posibles aproximaciones terapéuticas para combatir ciertos tipos de cáncer.

Finalmente, es interesante enfatizar que los canales dependientes de voltaje constituyen el tercer mayor grupo de moléculas señalizadoras codificadas en el genoma humano tras las proteín quinasas y los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs). Pues bien, de los más de 300 genes humanos codificantes de canales iónicos (www.ensembl.org/ Homo_sapiens/ index.html), unos 40 codifican canales de K+ dependientes de voltaje entre los que se incluye hERG, siendo el desarrollo de fármacos relacionados con canales de las familias Kv1, Kv7, Kv10 y Kv11 un área de intensa actividad en la actualidad. Por todo ello este tipo de entidades han sido comparadas con los GPCRs como posibles dianas terapeúticas en el desarrollo de fármacos (Kaczorowski et al 2008 J Gen Physiol 131:399), y en los últimos años se ha destacado su gran importancia como determinantes de algunas de las patologías que conjuntamente reciben el nombre de "canalopatías", también consideradas como posibles dianas terapéuticas (Wulff et al 2009 Nat Rev Drug Discov 8:982; Nilius 2010 Pflugers Arch 460:221).

En resumen, podemos concluir diciendo

que la relevancia fisiopatológica de los canales hERG trasciende más allá de su implicación a nivel cardíaco. Por ello, junto a su reconocida importancia como factor esencial en el desarrollo de nuevas terapias para el control del síndrome QT-largo o de las arritmias cardíacas (Schwartz 2005 Nat Clin Pract 2:346; Knollmann & Roden 2008 Nature 451:929), hERG está siendo considerado como un importante blanco terapéutico contra ciertos tipos de cáncer (Felipe et al 2006 Cancer Det Prev 30:275; Wulff et al 2009 Nat Rev Drug Discov 8:9893; Asher et al 2010 World J Surg Oncol 8:113). Además, su conocida implicación como diana molecular indeseada de multitud de fármacos no cardiovasculares, aporta un interés adicional en la prevención de efectos secundarios de éstos como consecuencia del bloqueo de hERG y la subsiguiente producción de efectos pro-arritmogénicos. Por todo ello, la mejor comprensión de la

arquitectura molecular de hERG, su función y su regulación podría propiciar un diseño racional de fármacos con aplicación, por ejemplo, en el control clínico de determinadas disfunciones cardíacas e incluso en terapias antitumorales.