Cellular Ca2+ homeostasis in the pathophysiology of chronic respiratory diseases

Abstract

Calcium works as a second intracellular messenger in all cell types and its downstream signalling is a key pathway for many systemic functions. In the lungs, the majority of activating stimuli trigger intracellular calcium increase, which is indispensable for the normal functioning of the airways; thus, deregulation of this pathway leads to pathological conditions. This Thesis aims to understand the relationship of intracellular calcium homeostasis and chronic respiratory pathologies such as asthma. I have studied three different processes involved in calcium homeostasis and their role in asthma pathophysiology: 1) I have shown the genetic association of a defect in calcium entry via TRPV1 with wheezing and cough, which is one feature of asthma pathophysiology; 2) I have also demonstrated the product of the asthma associated ORMDL3 gene is a Ca++ homeostasis and UPR modulator; and 3) I have provided a new Ca++ dependent sorting mechanism for secretory cargoes that bind calcium.

El Calci és un segon missatger intracel·lular en tots els tipus cel·lulars i la cascada de senyalització generada pel calci és una via de senyalització cel·lular clau per moltes funcions sistèmiques. En els pulmons, la majoria d’estímuls activadors produeixen un increment del calci intracel·lular, el qual és indispensable pel funcionament correcte de les vies respiratòries; i, per tant, una desregulació d’aquesta via de senyalització porta a diferents situacions patològiques. Aquesta Tesi té com a objectiu entendre la relació entre l’homeòstasi del calci intracel·lular i les malalties respiratòries cròniques, com per exemple, l’asma. Hem estudiat tres processos diferents implicats en l’homeòstasi del calci i el seu rol en la fisiopatologia de l’asma: 1) Hem demostrat que hi ha una associació genètica entre un defecte en l’entrada de calci via TRPV1 i un dels trets característics de l’asma, la tos; 2) també hem trobat que l’ORMDL3, que havia estat associat amb l’asma, és un modulador de l’homeòstasi del calci i de la UPR; i 3) hem aportat un nou mecanisme de classificació en el Golgi depenent de Ca++ per a proteïnes que uneixen calci i que seran secretades.