La proteïna Scarface posa ordre en l'epiteli de Drosophila

Localització de Laminines I Integrines als embions de Drosophila mutants per Scarface.

Localització de Laminines I Integrines als embions de Drosophila mutants per Scarface.


Investigadors de l'IRB Barcelona descobreixen un nou component necessari per mantenir l'estructura dels epitelis.

Els epitelis són teixits formats per una o diverses capes de cèl·lules que recobreixen la superfície dels organismes i les seves cavitats internes com el tub digestiu. Una de les seves característiques diferencials és que les cèl.lules que els formen estan molt unides unes amb les altres i ancorades en la seva part basal a la membrana basal, una matriu extracel.lular especialitzada. Tot i que l'ancoratge a la membrana basal és determinant per mantenir l'ordre de l'epiteli i la seva estructura, poc se sap sobre els mecanismes moleculars responsables de la formació de la membrana basal. El grup de Marco Milán, investigador ICREA de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), aporta noves dades sobre els elements que ordenen les cèl·lules epitelials dins del teixit. El treball es publica aquesta setmana a la revista EMBO reports del grup Nature, que li dedica també un "highlight" en el mateix número, deixant patent la seva novetat i les seves possibles aportacions en biologia i biomedicina.

Les cèl·lules epitelials presenten en la seva part basal unes proteïnes de membrana anomenades Integrines que s'uneixen a altres proteïnes extracel·lulars de la membrana basal, anomenades Laminines. Mitjançant aquestes interaccions Laminines-Integrines les cèl.lules epitelials aconsegueixen adherir-se a la membrana basal i mantenir la seva orientació dins del teixit. Perquè aquests processos succeeixin correctament, les Laminines són secretades de manera polaritzada cap a la membrana basal per unir-se a les Integrines. Ja fa dues dècades que se sap de l'existència d'un trànsit específic per a les proteïnes del tipus Laminina. Tot i això, no va ser fins fa un any quan es va identificar la primera proteïna implicada en aquest procés, curiosament a Drosophila. En aquest treball, els científics identifiquen la proteïna Scarface com el segon element clau involucrat fins al moment en aquest trànsit.

De l’observable al més petit

Els investigadors del grup de Milán van observar que la proteïna Scarface s'activava en un conjunt de cèl·lules implicades en moviments morfogenètics fonamentals per a la formació de l'embrió de Drosophila. Quan van crear un embrió mutant pel gen scarface, van observar que aquests moviments no passaven. L'embrió estava congelat. "Un biòleg del desenvolupament sempre busca gens que s'activen en llocs interessants o que quan els mutes generen embrions amb característiques interessants. Disseccionem aquestes dades fins veure què està passant a nivell molecular. És a dir, anem del més gran al més petit ", afirma Milán. El fet que els embrions mutants per scarface fossin idèntics als embrions mutants per integrines va ser clau en el desenvolupament del treball. A partir d'aquestes observacions, els investigadors van estudiar el mecanisme pel qual Scarface regula l'activitat de les integrines en aquests processos morfogenètics.

La polaritat cel·lular i el seu significat biològic

Les anàlisis van mostrar que en embrions sense Scarface les Laminines no es secretaven correctament cap a la part basal i s'acumulaven a la regió cel·lular oposada, a la part apical de l'epiteli. Com a conseqüència d'aquesta alteració, les cèl·lules epitelials no aconsegueixen adherir-se correctament a la membrana basal. "Sense Laminines les cèl·lules no s'adhereixen tant i l'epiteli perd polaritat i es desordena", afirma Milán.

El desordre cel·lular dels teixits s'ha associat clàssicament a diverses malalties humanes, com el càncer. De fet, la gran majoria dels càncers humans provenen de cèl·lules epitelials que han perdut l'orientació, el que fa que els epitelis presentin diferents capes entremesclades. En aquests casos, les cèl.lules perden adherència i adquireixen característiques invasives que les permeten viatjar a altres regions de l'organisme afavorint processos de metàstasi. La similitud d'aquests processos amb els que es donen durant la formació de l'embrió de Drosophila fa que aquest organisme invertebrat sigui un model excel·lent per al seu estudi.

Aquest treball pot ajudar a entendre també processos fisiològics com el tancament de ferides, on el moviment de les cèl·lules és molt similar als que succeeixen en l'embrió de Drosophila. El fet que Scarface estigui regulat per la proteïna JNK, i que aquesta última sigui determinant en el tancament de ferides, suggereix que la unió entre Integrines i Laminines juga també un paper fonamental en aquests processos.

Nuria Noriega

Article de referència
Scarface, a secreted serine protease-like protein, regulates polarized localization of laminin A at the basement membrane of the Drosophila embryo.
Sorrosal G.; Pérez L.; Herranz H.; Milán M.
EMBO reports, 2010. doi: 10.1038/embor.2010.54

captura del video

Vídeos: Processos morfogenètics regulats per Integrines.