El trifosfato de adenosina (ATP) es un nucleótido que cuando se encuentra en el medio extracelular en elevadas concentraciones actúa como señal de peligro activando a varios receptores purinérgicos. La liberación de ATP intracelular puede ocurrir por diferentes procesos líticos y no líticos, entre los que se encuentran la activación de receptores, la apertura de hemicanales, la exocitosis de vesículas o la pérdida de la integridad de la membrana plasmática. La activación de los receptores purinérgicos P2X7 desencadena la activación del inflamasoma NLRP3, la subsecuente muerte celular por piroptosis y la liberación de citoquinas proinflamatorias como IL-1β o IL-18.
Entre las proteínas mediadoras de la piroptosis destaca la familia de las gasderminas, conformada por seis miembros en humanos (A, B, C, D, E y F), siendo la gasdermina D la más estudiada hasta el momento. Las distintas gasderminas están presentes en diferentes tipos celulares y tejidos con una expresión diferencial. Tras la activación de caspasa-1 por el inflamasoma, la gasdermina D sufre una escisión proteolítica liberando el dominio N-terminal, que se une a lípidos de membrana, oligomeriza y forma poros de entre 10-15 nm, facilitando la liberación de contenido intracelular, incluyendo IL-1β o IL-18. Si los poros de gasdermina no se resuelven, la membrana plasmática termina perdiendo su integridad debido a la oligomerización de la proteína transmembrana ninjurina-1, liberando contenido intracelular de mayor tamaño como la enzima tetramérica lactato deshidrogenasa (LDH).
En este estudio exploramos si las distintas gasderminas o la ninjurina-1 inducen liberación de ATP durante la piroptosis. Para ello, determinamos la concentración de ATP y LDH en el medio extracelular, así como la captación del colorante YO-PRO-1 tras inducir la expresión de las distintas gasderminas o de ninjurina-1 en células humanas epiteliales de riñón (HEK293T) tratadas o no con el aminoácido citoprotector glicina, un inhibidor de la oligomerización de ninjurina-1.
Los resultados muestran que la liberación de ATP puede ocurrir tanto en condiciones sublíticas como líticas, por la acción del externo N-terminal de gasdermina D, así como del resto de gasderminas, o por la ruptura de la membrana plasmática generada por ninjurina-1. Empleando un sistema reportero de HEK293T que expresan luciferasa (HEKpmeLUC), detectamos que el ATP liberado al expresar el extremo N-terminal de gasdermina D puede ser reconocido por células adyacentes. Nuestro estudio también permitió corroborar que la glicina actúa inhibiendo la proteína ninjurina-1, pero no bloquea la permeabilización de la membrana mediante el fragmento N-terminal de gasdermina.
En conclusión, estos resultados son importantes para entender los procesos que conllevan a la liberación de ATP durante la muerte celular piroptótica, así como para revelar nuevas estrategias terapéuticas en el tratamiento de enfermedades mediante la modulación farmacológica de las gasderminas y ninjurina-1.