La proteína Scarface pone orden en el epitelio de Drosophila

Localización de Lamininas e Integrinas en embriones de Drosophila mutantes para Scarface.

Localización de Lamininas e Integrinas en embriones de Drosophila mutantes para Scarface.


Investigadores del IRB Barcelona descubren un nuevo componente necesario para mantener la estructura de los epitelios.

Los epitelios son tejidos formados por una o varias capas de células que recubren la superficie de los organismos y sus cavidades internas como el tubo digestivo. Una de sus características diferenciales es que las células que los forman están muy unidas entre sí y ancladas en su parte basal a la membrana basal, una matriz extracelular especializada. Aunque el anclaje a la membrana basal es determinante para mantener el orden del epitelio y su estructura, poco se sabe sobre los mecanismos moleculares responsables de su formación. El grupo de Marco Milán, investigador ICREA del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), aporta nuevos datos sobre los elementos que ordenan las células epiteliales dentro del tejido. El trabajo se publica esta semana en la revista EMBO reports del grupo Nature, que le dedica también un “highlight” en el mismo número, dejando patente su novedad y sus posibles aportaciones en biología y biomedicina.

Las células epiteliales presentan en su parte basal unas proteínas de membrana llamadas Integrinas que se unen a otras proteínas extracelulares de la membrana basal, llamadas Lamininas. Mediante estas interacciones Lamininas-Integrinas las células epiteliales consiguen adherirse a la membrana basal y mantener su orientación dentro del tejido. Para que estos procesos ocurran correctamente, las Lamininas son secretadas de forma polarizada hacia la membrana basal para unirse a las Integrinas. Hace ya dos décadas que se sabe de la existencia de un tráfico específico para las proteínas del tipo Laminina. Sin embargo, no fue hasta hace un año cuando se identificó la primera proteína implicada en este proceso, curiosamente en Drosophila. En este trabajo, los científicos identifican la proteína Scarface como el segundo elemento clave involucrado hasta el momento en este tráfico.

De lo observable a lo molecular

Los investigadores del grupo de Milán observaron que la proteína Scarface se activaba en un conjunto de células implicadas en movimientos morfogenéticos fundamentales para la formación del embrión de Drosophila. Cuando crearon un embrión mutante para el gen scarface, observaron que estos movimientos no ocurrían. El embrión estaba congelado. “Un biólogo del desarrollo siempre busca genes que se activan en sitios interesantes o que cuando los mutas generan embriones con características interesantes. Diseccionamos estos datos hasta ver qué está pasando a nivel molecular. Por así decirlo, vamos de lo más grande a los más pequeño”, afirma Milán. El hecho de que los embriones mutantes para scarface fuesen idénticos a los embriones mutantes para integrinas fue clave en el desarrollo del trabajo. A partir de estas observaciones, los investigadores estudiaron el mecanismo por el cual Scarface regula la actividad de las Integrinas en estos procesos morfogenéticos.

La polaridad celular y su significado biológico

Los análisis mostraron que en embriones carentes de Scarface las Lamininas no se secretaban correctamente hacia la parte basal y se acumulaban en la región celular opuesta, en la parte apical del epitelio. Como consecuencia de esta alteración, las células epiteliales no consiguen adherirse correctamente a la membrana basal. “Sin Lamininas no hay pegamento, las células no se adhieren tanto y el epitelio pierde polaridad y se desordena”, afirma Milán.

El desorden celular dentro de los tejidos se ha asociado clásicamente a varias enfermedades humanas, como el cáncer. De hecho, la gran mayoría de los cánceres humanos provienen de células epiteliales que han perdido la orientación, lo que hace que los epitelios presenten distintas capas entremezcladas. En estos casos, las células pierden su pegamento y adquieren características invasivas que les permiten viajar a otras regiones del organismo favoreciendo procesos de metástasis. La similitud de estos procesos con los que se dan durante la formación del embrión de Drosophila hace que este organismo invertebrado sea un modelo excelente para su estudio.

El presente trabajo puede ayudar a entender también procesos fisiológicos como el cierre de heridas, en el que el movimiento de las células es muy similar a los que suceden en el embrión de Drosophila. El hecho de que Scarface esté regulado por la proteína JNK, y que esta última sea determinante en el cierre de heridas, sugiere que la unión entre Integrinas y Lamininas juega también un papel fundamental en estos procesos.

Nuria Noriega

Artículo de referencia
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 vídeo

Mira los vídeos:Procesos morfogenéticos regulados por Integrinas.