Braverman.Tiroides_11ed

76 SECCIÓN I n La tiroides normal cofactores (331). De forma paralela, las observaciones clínicas en cretinos hipotiroideos con bocios grandes, que perdieron grandes fracciones de compuestos yodados marcados radiactivamente que no correspondían a T4 o T3 en la circulación, llevaron a la espe- culación de que estos individuos podrían tener un defecto autosó- mico recesivo en la desyodación de yodotirosina (332,333). Más tarde, John B. Stanbury estableció de manera formal un defecto en la desyodación de yodotirosina asociado con hipotiroidismo, que sentó las bases para la caracterización de muchos trastornos hereditarios en la biosíntesis tiroidea, al demostrar la pérdida de grandes cantidades de mono y diyodotirosina en la orina de un hombre joven hipotiroideo con bocio grande (334). Esto contrasta con los hallazgos en individuos normales, en quienes las mono y diyodotirosinas se desyodan y casi todo el yodo se excreta en forma inorgánica. Posteriormente se han descrito una serie de familias en las que se ha demostrado que el hipotiroidismo con bocio de gravedad variable se asocia a una deficiencia de yodoti- rosina deshalogenasa (335). Utilizando SAGE, un análisis detallado de genes expresados espe- cífico de tejidos fue identificado un gen novedoso con homología con las nitrorreductasas y al inicio se denominó deshalogenasa 1 (DEHAL1) (237,336). Ahora de manera oficial se llama IYD por yodotirosina desyodasa. El gen IYD/DEHAL1 está compuesto por seis exones y está ubicado en el cromosoma 6p24. El ARNm de IYD se expresa de forma predominante en la tiroides, pero se han identificado niveles más bajos en hígado, riñón y tráquea. En el tejido tiroideo se han reportado diversas variantes de corte y el transcriptor principal, que codifica la única isoforma con acti- vidad deshalogenasa documentada, está regulada positivamente por TSH a través de la vía de la proteína cinasa A (337,338). La proteína IYD es una proteína transmembrana cuya secuen- cia peptídica contiene un dominio nitrorreductasa conservado con un grupo prostético de unión a FMN (fig. 4-14) (337,339). De acuerdo con los datos bioquímicos obtenidos antes (331), la enzima depende de NADPH y FMN como cofactores (337). Des- pués de la transfección en células heterólogas, IYD desyoda de forma eficiente tanto MIT como DIT en presencia de NADPH, siendo MIT el sustrato preferido (337). La secuencia primaria de aminoácidos de IYD predice la pre- sencia de un péptido señal y de un segmento transmembrana en el dominio nitrorreductasa. Los experimentos con IYD con epítopo GEN Y PROTEÍNA DE YODOTIROSINA (IYD/DEHAL1) DESYODASA

etiquetado marcado y biotinilación de superficie demuestran que IYD es una proteína de membrana que puede llegar a la mem- brana plasmática (337). Con un anticuerpo generado contra su extremo amino, se pudo localizar a IYD en las membranas intra- celulares, pero también en el polo apical de los tirocitos humanos (337). Estas observaciones plantean la posibilidad de que la des- yodación de yodotirosina se produzca en la membrana apical, en lugar de después de la degradación lisosómica de la tiroglobulina y la posterior liberación de yodotironinas. Si este es en realidad el caso, se espera que MIT y DIT se liberen en la membrana apical. Es de destacar que se ha demostrado que las células foliculares tiroideas secretan catepsina K, la cual libera T4 de tiroglobulina mediante proteólisis extracelular (309). Más aún, los experimen- tos con ratones deficientes en catepsina sugieren que las cisteína proteinasas lisosomales están implicadas en la proteólisis extra- celular de la tiroglobulina en la superficie apical de las células epiteliales tiroideas (310). Por tanto, la reacción de desyodación puede ocurrir durante la proteólisis de la tiroglobulina, antes y durante su endocitosis. Así, se espera que el dominio catalítico de IYD se enfrente a la cara interna de la vesícula exocitótica (337). La estructura cristalina de IYD en presencia de MIT o DIT se ha resuelto con una resolución de 2.0, 2.45 y 2.6 Å (340). La estructura es homóloga a otras proteínas de la superfamilia de NADH oxidasa/flavina reductasa (341), pero la posición del sitio activo parece ser única (340). La prueba definitiva de que el gen identificado es en realidad la yodotirosina deshalogenasa tan buscada, y la prueba definitiva de que IYD es esencial para el metabolismo del yoduro tiroideo, se obtuvo mediante el estudio de pacientes con defectos bialélicos en el gen IYD (véase abajo) (339). La desyodación de MIT y DIT, ambos subproductos de la síntesis de T3 y T4, y la reutilización del yodo dentro de las células foliculares tiroideas forman un efi- ciente sistema de reciclaje para el aprovechamiento óptimo de este escaso micronutriente esencial para la síntesis de la hormona tiroi- dea (342). DEFICIENCIA DE DESHALOGENASA En pacientes con hipotiroidismo congénito y bocio causado por un sistema de deshalogenasa defectuoso, el MIT y el DIT no se desyodan, sino que se filtran a la circulación y se excretan en la orina (OMIM # 274800) (véanse los capítulos 40 y 63). Esto lleva a una pérdida sustancial de yodo, y si el aporte de yodo es escaso, condiciona bocio e hipotiroidismo (343). El diagnóstico de un defecto en la deshalogenasa puede establecerse de manera formal

COOH FIGURA 4-14. Estructura esquemáticade la proteína IYD/DEHAL1 con un dominio de nitro- rreductasa conservada que contiene un sitio de unión a mononucleótido de flavina (FMN) La enzima cataliza la desyodación de mono– y diyodotirosilo en presencia de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH). SAMPLE Dominio de nitrorreductasa Dominio FMN NADPH NADP + COO − X HO + I − H 3 N + COO − DEHAL1

I

H 3 N

+

HO

X

X = I o H

NH 2