El GAD (glutamato decarboxilasa) es la enzima que cataliza la síntesis del neurotransmisor inhibitorio ácido gamma-aminobutírico (GABA) a partir del glutamato. El GAD se expresa selectivamente en los botones sinápticos de las neuronas GABA-érgicas. Fuera del sistema nervioso se encuentra en altas concentraciones en las células beta de los islotes pancreáticos, sin que existan diferencias entre el GAD de las células pancreáticas o del sistema nervioso.La repuesta inmune contra el GAD se ha relacionado con la patogenia de dos enfermedades humanas: el síndrome de la persona rígida ("Stiff-Person syndrome", SPR) y la diabetes mellitas insulino-dependiente (DMID). Alrededor del 80% de los pacientes con DMID recientemente diagnosticada presentan anticuerpos anti-GAD (Ac-GAD) y éstos pueden ser detectados años antes del inicio de la clínica, de manera que los Ac-GAD constituyen un marcador serológico precoz y altamente predictivo de un futuro desarrollo de DMID en sujetos no diabéticos. Por otra parte, el síndrome de la persona rígida (SPR) es un raro trastorno del sistema nervioso central caracterizado por rigidez muscular progresiva asociado a espasmos dolorosos. En este caso, los Ac-GAD son detectados aproximadamente en el 60% de los pacientes con SPR. El papel patogénico directo de los Ac-GAD en el SPR es objeto de controversia porque el GAD es un antígeno citoplasmático no expuesto al medio extracelular. Se ha propuesto que la respuesta autoinmune anti-GAD es un epifenómeno relacionado con la destrucción celular y la exposición de este antígeno, pero su ausencia en la mayoría de cuadros de otras enfermedades degenerativas lo hace improbable. En consecuencia, el objetivo principal de la presente tesis es evaluar la frecuencia de Ac-GAD en enfermedades neurológicas en las que existe una disfunción GABA-érgica conocida. Su evaluación permitirá dar respuesta a si la autoinmunidad anti-GAD es un epifenómeno, y si existe algún otro subgrupo de pacientes con características inmunológicas similar al del SPR, pero con presentación clínica diferente. La caracterización del perfil clínico e inmunológico de este subgrupo de pacientes es el segundo objetivo propuesto en este estudio.

Los receptores acoplados a proteína G o de siete dominios transmembrana (GPCRs o 7TMR) constituyen la mayor superfamilia de receptores de membrana involucrados en la transducción de una señal extracelular al interior de la célula. Estos receptores de membrana controlan una gran variedad de procesos fisiológicos entre los que se pueden citar el metabolismo celular, la secreción, la diferenciación y crecimiento celular, respuestas inflamatorias e inmune, así como la neurotransmisión.A partir de los años 90 resurgió con fuerza la idea de la oligomerización entre receptores acoplados a proteína G. Continuamente van apareciendo nuevos trabajos que ya no ponen en duda la formación de dichos oligómeros y lo que es más, en algunos casos existe una relación entre el estado de oligomerización del receptor y su funcionalidad. En esta tesis doctoral se aborda la homo- y la heterodimerización entre receptores de adenosina, dopamina y glutamato desde las más variadas perspectivas y estrategias experimentales. De esta manera se ha estudiado la homodimerización del receptor A2a de adenosina y la presencia de dichos homodímeros a nivel de la superficie celular. También se han demostrado la formación de heterodímeros entre los receptores A1 de adenosina y metabotrópico de glutamato 1alfa, así como entre los receptores A2a de adenosina y metabotrópico de glutamato 5. Por último, también se aportan evidencias de la interacción directa entre receptores A2a de adenosina y D2 de dopamina.La oligomerización entre estos receptores puede ser tanto directa como indirecta, a través de terceras proteínas. Para determinar las proteínas intracelulares que interaccionan con el receptor A2a de adenosina y que pudieran mediar en sus interacciones con otros receptores, se han llevado a cabo experimentos de doble híbrido en levadura. Utilizando el dominio C-terminal del receptor A2a de adenosina como anzuelo para llevar a cabo un screening de una librería de cerebro de ratón, se ha podido determinar su interacción con una proteína del citoesqueleto de actina denominada alfa-actinina. También se ha podido demostrar que esta asociación del receptor A2a con el citoesqueleto de actina juega un papel muy importante en el tráfico del receptor, tanto en su clusterización como internalización inducidas por ligando.Los lipid rafts son microdominios de membrana que contienen altas concentraciones de colesterol y de esfingolípidos, constituyendo regiones de membrana con una alta ordenación y resistentes a la extracción con detergentes no-iónicos. Se aislan como una fracción ligera de membrana o de baja densidad por ultracentrifugación. Las caveolas son pequeñas invaginaciones de la membrana (de 50 a 100 nm de diámetro) que se consideran un subtipo de lipid raft. Estas invaginaciones de la membrana se mantienen estructural y morfológicamente gracias a una familia de proteínas, las caveolinas, de las cuales deriva el nombre de las caveolas. En estos microdominios de la membrana plasmática se segregan diferentes tipos de proteínas, muchas de las cuales están involucradas en la transducción de la señal. Esto ha llevado a postular que dichos microdominios pueden actuar como plataformas de señalización. Como parte del trabajo realizado en esta tesis doctoral, se ha podido demostrar la localización e internalización del receptor A1 de adenosina a través de vesículas de caveolas. Así mismo, también se ha demostrado una interacción funcional entre el receptor metabotrópico de glutamato 1alfa y las caveolinas. Por un lado, el receptor es capaz de modificar la localización subcelular de la caveolina-2beta desde los lipid droplets, o acúmulos intracelulares de lípidos, hacia la membrana plasmática, mientras que la caveolina-1 es capaz de regular la actividad basal o constitutiva del receptor.