Profesora adjunta, Instituto de Neurociencia, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso
Investigadora Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso
Licenciada en Biotecnología, Universidad de Chile (2003).
Ingeniera en Biotecnología Molecular, Universidad de Chile (2005).
Doctora en Ciencias mención Neurociencia, Biología Molecular y Celular, Universidad de Chile (2008).
Contact Information:
Correo electrónico: karen.castillo@uv.cl
Pasaje Harrington 287, Playa Ancha, Valparaíso, Chile.
Teléfono: (56)-(32)-2508040
Una de las capacidades sensoriales más esenciales de los organismos vivos es la detección precisa de la temperatura. La incapacidad de percibir estímulos térmicos nocivos —ya sea frío o calor extremos— puede conducir a lesiones tisulares o incluso a consecuencias fatales. Las neuronas sensoriales encargadas de esta función se encuentran principalmente en los ganglios trigémino y de la raíz dorsal, que inervan la cara y el cuerpo, respectivamente. Estas neuronas están equipadas con canales iónicos especializados, particularmente de la familia de canales TRP (receptores potenciales transitorios), capaces de responder dinámicamente a cambios de temperatura mediante la apertura de sus poros y la generación de corrientes iónicas.
Estos canales, conocidos como termoTRP, no solo transducen señales térmicas, sino que también están estrechamente vinculados a vías nociceptivas involucradas en dolor fisiológico y patológico. Por esta razón, se han convertido en blancos clave en la búsqueda de nuevos moduladores farmacológicos para el tratamiento del dolor. Comprender cómo los canales TRP detectan la temperatura representa una oportunidad estratégica para el desarrollo de terapias innovadoras, especialmente en condiciones en las que su actividad está desregulada.
En nuestro laboratorio, nos enfocamos en el estudio de los mecanismos moleculares que permiten a los canales TRPM8 (receptor de frío) y TRPV1 (receptor de calor), actuar como sensores térmicos in vivo. Ambos canales participan activamente en estados de dolor inflamatorio y neuropático, y presentan sobreexpresión y sensibilización en distintos tipos de cáncer. Dada la estrecha relación entre la detección térmica y la percepción del dolor, dilucidar dónde y cómo ocurre la detección de temperatura a nivel molecular no solo tiene una relevancia biológica fundamental, sino también un potencial impacto clínico.
Adicionalmente, exploramos el acoplamiento funcional entre diferentes tipos de canales, y el rol de los lípidos de membrana en la activación de canales termoTRP y de canales BK (canales de potasio activados por calcio y voltaje), considerando su posible participación como moduladores alostéricos o componentes estructurales del sensor térmico.
Para abordar nuestra investigación, aplicamos un enfoque interdisciplinario que combina técnicas biofísicas (electrofisiología, análisis termodinámico, patch fluorometry), mutagénesis dirigida y modelamiento molecular, con el objetivo de revelar nuevos principios del funcionamiento de estos canales y contribuir al descubrimiento o reposicionamiento de fármacos analgésicos.
• Amaya-Rodriguez CA, Carvajal-Zamorano K, Bustos D, Alegría-Arcos M, Castillo K. (2024) A journey from molecule to physiology and in silico tools for drug discovery targeting the transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) channel. Front Pharmacol. 14:1251061. doi: 10.3389/fphar.2023.1251061
• Echeverria F, Gonzalez-Sanabria N, Alvarado-Sanchez R, Fernandez M, Castillo K, Latorre R (2024) Large conductance voltage-and calcium-activated K+ (BK) channel in health and disease. Front Pharmacol. Volume 15 – 2024 doi: 10.3389/fphar.2024.1373507
• Pihán P, Lisbona F, Borgonovo J, Edwards-Jorquera S, Nunes-Hasler P, Castillo K, Kepp O, Urra H, Saarnio S, Vihinen H, Carreras-Sureda A, Forveille S, Sauvat A, De Giorgis D, Pupo A, Rodríguez DA, Quarato G, Sagredo A, Lourido F, Letai A, Latorre R, Kroemer G, Demaurex N, Jokitalo E, Concha ML, Glavic Á, Green DR, Hetz C. (2021) Control of lysosomal-mediated cell death by the pH-dependent calcium channel RECS1. Sci Adv. 7(46):eabe5469. doi: 10.1126/sciadv.abe5469.
• Klionsky D, …… Castillo K…..et al. (2021). Guidelines for the Use and Interpretation of Assays for Monitoring Autophagy (4th edition). Autophagy. 17(1):1-382. doi: 10.1080/15548627.2020.1797280
• Díaz-Franulic I, Raddatz N, Castillo K, González-Nilo FD, Latorre R. (2020) A folding reaction at the C-terminal domain drives temperature sensing in TRPM8 channels. Proc Natl Acad Sci USA. 117(33): 20298-20304. doi: 10.1073/pnas.2004303117.
• Lorenzo-Ceballos Y, Carrasquel-Ursulaez W, Castillo K, Alvarez O, Latorre R. (2019) Calcium-driven regulation of voltage-sensing domains in BK channels. Elife. 8. pii: e44934. doi: 10.7554/eLife.44934.
• Latorre R, Castillo K, Carrasquel-Ursulaez W, Sepulveda RV, Gonzalez-Nilo F, Gonzalez C and Alvarez O. (2016). Molecular determinants of BK channel functional diversity and functioning. Physiol Rev, 97(1):39-87 doi:10.1152/physrev.00001.2016
• Castillo K, Contreras GF, Pupo A, Torres Y, Neely A, Gonzalez C and Latorre R. (2015) Molecular mechanism underlying β1 regulation in voltage- and calcium-activated potassium (BK) channels. Proc Natl Acad Sci USA. 112(15):4809-14. Doi: 10.1073/pnas.1504378112
• 2024 – 2027 Developing novel photothermal probes: precision heating for advanced protein analysis and medical innovations. Exploración (ANID) 13240083. Coinvestigadora.
• 2024 – 2025 Estudio del acoplamiento funcional de los canales TRPV1 y Hv1, y su modulación farmacológica para el alivio del dolor. INICI-UV, UVA 22991 22991. Investigadora responsable.
• 2024 – 2026 La subunidad beta1 del canal iónico de tipo BK como estructura clave en el acople funcional con receptores purinérgicos: su rol en la función contráctil de la vejiga. FONCYT Argentina PICT 2022 01-PICT 2022-2022-09-00081. Coinvestigadora
• 2024 – 2026 Búsqueda de activadores selectivos del canal BK asociado a la subunidad accesoria beta1, como nueva opción terapéutica en patologías asociadas a la hipercontráctilidad del músculo liso. FONCYT Argentina PICT 2022 01-PICT. Coinvestigadora
• 2024 – 2026 Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso (CINV), CIDI Regular, CIDI-8. Investigadora
• 2023 – 2025 Reposicionamiento de fármacos en el receptor de potencial transitorio melastatina tipo 8 (TRPM8) como posibles moduladores en cáncer y otras patologías. Financiamiento UDLA. DI-31/23 UDLA. Coinvestigadora.
- Karina Carvajal, Doctorado en Ciencias mención Neurociencia – UV
- César Amaya, Doctorado en Ciencias mención Biofísica y Biología Computacional - UV
