Los canales iónicos son proteínas que atraviesan la membrana de las células y permiten el paso selectivo de iones, como el potasio (K+), controlando así las señales eléctricas generadas por la célula y muchas otras funciones celulares. Entre ellos, los canales llamados KATP por ser sensibles a ATP, las moléculas de energía producidas como resultado del metabolismo, son especiales porque “leen” el estado energético de la célula: están regulados por ATP intracelulares y, al abrirse o cerrarse, ajustan la excitabilidad eléctrica de muchas células. Estos canales participan en procesos vitales como la secreción de hormonas, la contracción del músculo, así como en funciones neuronales relacionadas con el aprendizaje y la memoria.
La caracterización estructural y funcional de los canales KATP ha avanzado notablemente en los últimos años. Desde su descripción inicial en 1983 en músculo cardíaco, donde se observó una corriente de K+ muy sensible a la inhibición por ATP, se han identificado canales KATP en células endocrinas (como en el páncreas), músculo y neuronas. En los últimos cinco años, una serie continua de estructuras de alta resolución de canales KATP se ha obtenido mediante microscopía crioelectrónica de partícula única (cryo-EM), lo que ha permitido visualizar cómo se ensamblan sus subunidades (Kir6.x y SURx) y cómo interactúan con otras moléculas (como ATP) y fármacos moduladores. Estas estructuras han revelado interfaces clave entre Kir6.2 y SUR1 y sitios de unión de nucleótidos y lípidos que explican cómo el canal responde a cambios metabólicos.
La disfunción de los canales KATP está implicada en varias enfermedades humanas. Se ha demostrado su papel en la hiperinsulinismo congénito (cuando hay demasiada insulina), en la diabetes neonatal (un tipo de diabetes hereditaria debida a una mutación) y en el síndrome DEND (retraso del desarrollo, epilepsia y diabetes neonatal), así como en el síndrome de Cantú (trastorno genético raro caracterizado por exceso de vello, rasgos faciales toscos, corazón agrandado y anomalías esqueléticas). Dado que estos canales regulan procesos como la secreción de hormonas y la protección del corazón frente a situaciones de isquemia o hipoxia, sus alteraciones pueden traducirse en trastornos metabólicos graves y en patologías cardiovasculares. Por ello, los canales KATP se han convertido en dianas farmacológicas relevantes: inhibidores como las sulfonilureas y las glinidas se usan ampliamente en el tratamiento de la diabetes tipo 2, mientras que activadores como diazóxido se emplean en el manejo del hiperinsulinismo congénito.
De cara al futuro, el campo de investigación parece encaminarse a resolver estructuras de canales KATP mutantes asociados a estas enfermedades y explorar, con base en los sitios de unión a inhibidores y activadores ya definidos, el diseño informado de fármacos más selectivos y efectivos. Dada su importancia, en el Laboratorio de Biofísica e Ingeniería de Tejidos de la Universidad Autónoma Metropolitana, el estudio de los canales iónicos, como los KATP, es una línea de investigación prioritaria.
