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MOG glicoproteína de mielina del oligodendrocito

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La glicoproteína de oligodendrocito asociada a mielina (MOG) también glicoproteína de la mielina de los oligodendrocitos es una glucoproteína expresada exclusivamente en el sistema nervioso central (SNC), específicamente en la superficie de las vainas de mielina de los oligodendrocitos.[1]​ Se cree que es importante en la mielinización de los nervios del SNC. En los humanos, esta proteína está codificada por el gen MOG.[2]​

Glicoproteína de oligodendrocito
asociada a mielina
MOG
Estructuras disponibles
PDB Buscar ortólogos:
Identificadores
Nomenclatura
 Otros nombres
Myelin-oligodendrocyte glycoprotein
Símbolo MOG (HGNC: 7197)
Identificadores
externos
Locus Cr. 6 p22.1
Estructura/Función proteica
Tamaño 252 (aminoácidos)
Peso molecular 26.000-28.633 (Da)
Funciones Componente menor de la vaina de mielina.
Terminación y mantenimiento de la vaina de mielina.
Comunicación entre células.
Dominio proteico Inmunoglobulina V símil
Transmembrana
Bucle intracelular
Motivos Hélice alfa (6%) en tres segmentos helicoidales cortos
Lámina beta (43%) en diez láminas beta.
UniProt
Q5SSB8 n/a
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Esquema de neurona con axón mielinizado, mostrando glicoproteína MOG y su anticuerpo específico en la mielina ampliada.
Esquema ilustrativo de una neurona con su axón recubierto de mielina, mostrando una ampliación de la región mielinizada. Se destacan la glicoproteína MOG y su correspondiente anticuerpo específico.

Se especula que sirve como una molécula de adhesión que hace falta para proporcionar integridad estructural a la vaina de mielina. Teniendo en cuenta su estructura molecular y su dominio inmunoglobulina extracelular, se ha propuesto esta proteína como un receptor de superficie celular.
En los últimos años MOG ha ganado relevancia clínica importante ya que se le ha identificado como un autoantígeno en diversas enfermedades desmielinizantes del SNC.[3]​

Funciones y rol inmunológico de la MOG

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Aún no se ha podido concretar la función de la proteína MOG, pero se ha visto que su expresión en las membranas de los oligodendrocitos y en la capa superficial de la vaina de mielina es clave para las diversas competencias que esta ejerce en el sistema nervioso central.[2]​

Una de las posibles funciones que realiza MOG es mantener la integridad de las proteínas que forman parte de la vaina de mielina, debido a sus funciones estructurales o de señalización. Se ha observado que MOG actúa como una molécula adhesiva celular, que ayuda a mantener la integridad de la vaina de mielina. También MOG es un marcador para la maduración de los oligodendrocitos, esto se debe a que la glicoproteína tiene una manifestación tardía en el desarrollo postnatal.

MOG desempeña respuestas inmunitarias humorales y mediadas por células que se convierten en una diana potencial en las enfermedades inflamatorias desmielinizantes, como la esclerosis múltiple, cuando nuestro organismo crea anticuerpos contra la molécula MOG. La función de adhesión de la proteína MOG tiene un papel clave en las respuestas inmunitarias ya que convierte a la proteína en un blanco (antígeno) de anticuerpos y respuestas inmunes.[4]​

Otra función de la proteína MOG que plantean estudios recientes es su involucramiento en la regulación de la estabilidad de los microtúbulos dentro de los oligodendrocitos. Esta afirmación es respaldada por una serie de alteraciones que se han observado en la organización del citoesqueleto en células que expresan MOG.[2]​[5]​

MOG también podría tener una función como mediador de interacciones entre la mielina y el sistema inmunológico ya que se puede unir a la proteína C1q, esto indica que posiblemente influye en la activación y modulación de la vía clásica del complemento, que es un componente indispensable de la respuesta de la inmunidad innata. Esta función plantea que la proteína MOG podría ayudar al equilibrio entre la activación y la inhibición de la respuesta inmune, convirtiendo a MOG en un potencial regulador de procesos inflamatorios en enfermedades autoinmunes o neuroinflamatorias.[6]​

Además se ha propuesto una relación directa entre las regiones asociadas a la membrana de MOG y el glicolípido galactocerebrósido (Gal-C). Esta hipótesis propone que los anticuerpos contra MOG y contra Gal-C activan la misma vía de señalización, y esto conduce a la degradación de la proteína básica de mielina (MBP). Esta interacción es importante ya que podría influenciar en la topología de la membrana y la función de ambas moléculas.[7]​

Aunque todas estas posibles funciones de MOG están basadas en estudios científicos, la función exacta de la proteína aún es un tema de investigación activa y hacen falta más estudios para afirmar con certeza las hipótesis planteadas.

Estructura y Topología

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Estructura de MOG

Investigadores noruegos pudieron determinar en ratas, la estructura extracelular de la proteína MOG, mediante cristalografía de rayos X a una resolución 1,45 Å.[8]​

La glicoproteína de la mielina de los oligodendrocitos (MOG) presenta una topología proteica distintiva que comienza con un segmento extracelular similar al dominio de inmunoglobulina V (IgV), el cual participa en funciones de adhesión y reconocimiento en el sistema inmune. La estructura incluye un dominio transmembrana (TM) hidrofóbico que atraviesa la membrana plasmática, facilitando su anclaje y estabilidad.
Seguido se encuentra un bucle citoplasmático, este, actúa como un puente entre las regiones estructurales. Esta estructura avanza por una segunda región hidrofóbica que se asocia estrechamente con la membrana, contribuyendo a la orientación de la proteína y a su interacción con componentes lipídicos. Finalmente, la topología de la MOG acaba con una cola citoplasmática que desempeña roles en señalización intracelular y posiblemente en interacciones con otras proteínas.[9]​[10]​

Estructura primaria: tiene una longitud de 245-252 aminoácidos y un peso molecular de 26-28 kDa.[11]​ La secuencia de aminoácidos de MOG está altamente conservada entre las especies animales (>90%), lo que indica una función biológica importante.[12]​

Estructura secundaria: analizada mediante el método DSSP presenta un 6% de contenido helicoidal (hélice alfa) y un 43% de lámina beta, con tres segmentos helicoidales cortos y diez láminas beta.[13]​

Estructura terciaria: estas láminas beta están organizadas en dos láminas beta antiparalelas que adoptan una conformación en forma de sándwich, similar a la estructura de una inmunoglobulina, esto le proporciona estabilidad y es compatible con sus roles en la compactación y función de la mielina.[13]​

La proteína MOG también tiene tres "lazos" en su extremo más alejado de la membrana, llamados Lazos 1, 2 y 3. Estos lazos están en una posición similar a las "regiones de unión" de algunas proteínas inmunes y forman una superficie plana sin mucha carga, con un aminoácido (His-103) que sobresale.[6]​ También presenta una "franja importante" de carga electronegativa que se extiende desde el extremo N-terminal y recorre aproximadamente la mitad de la longitud de la molécula, esto tiene implicaciones importantes como su función para el reconocimiento molecular, la estabilidad de la estructura de mielina, su interacción con otras moléculas y células, etc.[13]​

Gen

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El gen MOG se ubica en el cromosoma 6, en su brazo corto p, concretamente en la banda 22 y la sub-banda 1; utilizando la sintaxis del locus, de manera resumida: 6p22.1.

Evolución y Homología

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La evolución de esta glucoproteína destaca por la importancia que tiene MOG en el SNC de los mamíferos. Además, sugiere que ha sido favorecida por la selección natural debido a su papel esencial en la mielinización y posiblemente en otras funciones neuronales.

La MOG se ha conservado evolutivamente entre los mamíferos. Esta conservación se debe a que tiene una alta homología en su región codificante de DNA en especies como humanos, ratas, ratones y bovinos. Es decir, las secuencias de DNA que codifican para esta proteína son muy similares entre estas especies, y por lo tanto, esta homología implica que las secuencias tienen una serie de nucleótidos en común y algunos en la misma posición.[14]​

El gen MOG en humanos puede generar múltiples variantes de la proteína a través del empalme alternativo (splicing). Esto quiere decir que un mismo gen es capaz de codificar diferentes formas de esta proteína MOG, cada una con características únicas. En los humanos se han descubierto varias isoformas de MOG, lo que lleva a pensar que estas variantes podrían tener funciones distintas en el sistema nervioso central.[15]​[16]​

MOG es una proteína altamente conservada evolutivamente debido a su participación en funciones esenciales, es por esto que su estructura que ha sufrido pocos cambios a lo largo del tiempo. Cuando se producen mutaciones en regiones críticas de la MOG, sobre todo en el dominio que interactúa con otras moléculas, habría efectos negativos en la estructura e integridad de la mielina. La mielina es esencial para transmitir las señales nerviosas correctamente y por ello, si hay alteraciones en MOG podría haber graves consecuencias en el funcionamiento del sistema nervioso. Es por esto, que se sugiere un importante papel biológico para esta proteína.[17]​[18]​

Localización genómica y Estructura del gen MOG

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El gen MOG humano y de las ratas está ubicado en diferentes cromosomas. El gen MOG humano se encuentra en el cromosoma 6 (humano) dentro del locus del gen del antígeno leucocitario humano (HLA). En cambio, el gen MOG del ratón se ubica en el cromosoma 17. Aunque tienen ciertas diferencias estructurales y de secuencia, estos tienen funciones similares.[19]​[16]​ Estas, son unas regiones del genoma fundamentales para el sistema inmunitario porque codifican múltiples moléculas clave en el procesamiento y la presentación de antígenos en la superficie celular.[9]​ En los humanos, estos antígenos son reconocidos por las células T, activando así respuestas inmunológicas específicas.[20]​

Estructura del gen:

El gen MOG abarca un transcrito nuclear primario de 15.561  nucleótidos, desde el inicio de la transcripción hasta el sitio de poliadenilación (cola poli (A)). La estructura genética del gen está compuesta por 8 exones y 7 intrones.

Los intrones varían en tamaño de 242 a 6.484 pares de bases y contienen numerosos elementos de ADN repetitivos, específicamente 14 secuencias Alu dentro de tres de los intrones y un elemento Alu adicional en la región no traducida 3′.

Las secuencias Alu se clasifican en función de su subfamilia, lo cual sugiere una conservación evolutiva y posibles roles funcionales en la regulación o evolución del gen.

Secuenciación de regiones específicas del gen MOG:

  • Se secuenciaron 763 nucleótidos en la región 5', que se encuentra antes del inicio de la transcripción del gen.
  • También se analizaron 1214 nucleótidos en la región 3', que sigue al sitio donde se añade la cola de poli(A) (una secuencia importante para estabilizar el ARN mensajero).

Identificación de secuencias clave para la transcripción: En la región 5' (antes del gen), se encontraron varias "secuencias de consenso". Estas secuencias son sitios específicos que ayudan a regular la transcripción, y algunos son comunes en otros genes de mielina. Esto sugiere que podrían tener un rol importante en la activación del gen MOG.

Detección de variaciones genéticas (polimorfismos): Se identificaron dos tipos de repeticiones en el gen (dinucleótidos CA y tetranucleótidos TAAA). Estas variaciones podrían ser útiles como marcadores genéticos en estudios para analizar la relación del gen MOG con ciertas enfermedades o su herencia en familias.[12]​

Localización subcelular

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En humanos, el ARNm derivado del gen que codifica la glicoproteína de oligodendrocito de mielina (MOG) experimenta un proceso de empalme alternativo que produce más de 9 isoformas proteicas diferentes. En un estudio se analizó la localización subcelular y el tráfico en la membrana de seis de estas isoformas. Se observó que dos de ellas, específicamente las isoformas 25.6 y 25.1, se expresan en la superficie celular. Por otro lado, tres isoformas, concretamente las 22.7, 21.0 y 20.5, presentan una distribución intracelular, localizándose en el retículo endoplásmico y/o en los endosomas. Finalmente, la isoforma 16.3 carece de un dominio transmembrana y es secretada. Es importante destacar que un cambio en la localización de las isoformas puede afectar sus interacciones con otras moléculas y, por lo tanto, su función.[9]​

La Enfermedad asociada a anticuerpos MOG

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Los avances que se han producido en las pruebas para la detección de anticuerpos MOG, han permitido a los médicos distinguir la enfermedad asociada con anticuerpos MOG de la neuromielitis óptica y la esclerosis múltiple.
Actualmente la enfermedad de anticuerpos MOG se considera una entidad diagnóstica independiente[21]​ y para poder llevar a cabo el diagnóstico se utilizan estudios sanguíneos e imagenológicos.[22]​

La enfermedad de anticuerpos MOG es una enfermedad autoinmune inflamatoria del sistema nervioso central caracterizada por una disfunción inmunológica de dicha proteína, que se encuentra en la capa más externa que rodea la médula espinal, el cerebro y los nervios ópticos.[21]​[23]​
Este tipo de anticuerpos se han identificado en pacientes pédiatricos con patologías desmilielinizantes, como por ejemplo la encefalitis aguda diseminada. En cambio, en la población adulta los anticuerpos MOG se han encontrado en personas que padecen síndromes neuroinflamatorios como por ejemplo mielitis, neuritis óptica, síndromes de tallo cerebral, lesiones de los núcleos basales y encefalitis cortical focal.

Fenotipos de la enfermedad asociada a anticuerpos MOG

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La enfermedad asociada a anticuerpos MOG presenta diversos fenotipos, siendo los más frecuentes la neuritis óptica, la mielitis transversa y la encefalomielitis aguda diseminada.[24]​

Neuritis óptica

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La neuritis óptica con presencia de anticuerpos MOG positivos, es el fenotipo de presentación más frecuente. La manifestación más común de esta patología es el dolor ocular tanto de un ojo (unilateral) como de los dos (bilateral).[25]​

En este síndrome, se produce una inflamación del nervio óptico, y la MOG juega un papel de desmielinización entre éste y el tracto óptico. Concretamente se ve afectado el segmento anterior del nervio óptico, éste se estrecha, se torna edematoso y tiene extensión de la inflamación.

El tratamiento inicial de esta patología mejora principalmente el campo de visión central. Sin embargo, puede persistir un déficit en la visión periférica que suele mejorar gradualmente a medida que la vaina de mielina que ha sido dañada se regenera.[25]​

Cabe destacar, que a diferencia de los otros fenotipos de esta enfermedad, hay un 70-80% de probabilidad de recaída.[26]​[22]​ lo que puede conllevar a un daño axonal y a déficits residuales permanentes. De hecho la alta recurrencia o recaída del cuadro es un aspecto clave para diagnosticar la neuritis óptica asociada a anticuerpos MOG.[24]​

Mielitis transversa

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La mielitis transversa representa el segundo fenotipo más común de la enfermedad, representando así el 3-4% de los casos.[27]​ Normalmente se manifiesta como mielitis longitudinalemte extensa, caracterizada por la afectación de 3 o más segmentos verterbales adyacentes. Cuando este síndrome está asociado a anticuerpos MOG, también se ve afectada la parte baja de la médula espinal dorsal y el cono medular. Consecuentemente, presenta disfunciónes severas intestinales, vesicales y érectiles.[25]​ Cabe destacar también que otros hallazgos frecuentes son la atrofia medular[28]​ y lesiones del canal ependimario.[29]​[30]​

La gran mayora de pacientes que la padecen logran recueprar su funcionalidad y solo el 5% presenta secuelas graves.[24]​

Encefalomielitis aguda diseminada

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La encefalomielitis aguda diseminada es una enfermedad autoinmune caracterizada por la pérdida de mielina y déficit multifocal neurológico.[25]​ Se considera como uno de los fenotipos más frecuentes de la enfermedad asociada a anticuerpos anti-MOG, especialmente en pacientes pediátricos y el curso de la patología en el 80% de los casos es monofásico (no hay recaída).[31]​

Existen estudios específicos sobre la enfermedad asociada a anticuerpos anti-MOG focalizado en niños. El estudio publicado por Armangue en el que incluyó 239 niños de entre 3,7 y 10 años que padecian enfermedades desmielinizantes del sistema nervioso central, 94 dieron positivo en anticuerpos anti-MOG y el 65% de ellos presentaba encefalomielitis aguda diseminada.[32]​[24]​

Véase también

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Referencias

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