At sprede sig eller ikke at sprede sig? En cellulær fjeder svarer

Epitelet, et væv, der består af tæt sammenstillede celler, danner kirtlerne og dækker den ydre overflade af den menneskelige krop såvel som dens indre hulrum, såsom lunger eller tarme. Der findes forskellige typer epitel, afhængigt af de overflader, de dækker, og de funktioner, de udfører. Disse væv udsættes for flere typer mekanisk stræk, som dem, der er forårsaget af at passere mad eller fylde en blære. Det mekaniske input påvirker kraftigt spredningen og differentieringen af ​​epitelceller, uanset om det er sundt eller kræftsygt, men de underliggende processer er stadig dårligt forståede. Forskere ved Universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, har opdaget, at proteinerne Zonula Occludens-1 og -2 (ZO-1 og ZO-2), som bidrager til tætheden af ​​epitelet, opfatter disse fysiske signaler og aktiverer forskellige cellulære reaktioner i overensstemmelse hermed.

Udgivet i tidsskriftet Aktuel biologi , disse resultater afslører en ny proces, hvorved mekaniske kræfter kan regulere strukturen af ​​epitel, deres dynamiske ligevægt og etablering af vævsbarrierer. Målrettet hæmning af ZO-1 i tumorer kunne derfor være en vej til at udforske, givet dens sandsynlige rolle i spredningen af ​​kræftceller.

Epitelceller, som er forbundet med hinanden gennem intercellulære forbindelser, et netværk af mere eller mindre tæt sammensatte proteiner, udgør kirtlerne og dækker hulrummene og kroppens overflade. Disse celler kan for eksempel absorbere vand og opløste stoffer i nyrerne, udskiller mælk i mælkekirtlerne eller modstå mekanisk belastning under fyldning og tømning af blæren. At forstå, hvordan epitelceller fungerer, er en stor udfordring, både under sunde og kræftsygdomme, da størstedelen af ​​tumorer udvikler sig fra epitelceller.

Et fleksibelt celleskelet

"De mekaniske kræfter, der udøves på disse celler, påvirker deres adfærd, ved for eksempel at få dem til at formere sig for at reparere en skade, eller at danne en tredimensionel struktur såsom en kirtel", forklarer Sandra Citi, professor ved Institut for Cellebiologi ved UNIGE Fakultet for Naturvidenskab.

Proteinerne ZO-1 og ZO-2, som er en del af de intercellulære junctions, er også i kontakt med cytoskelettet, netværket af kontraktile filamenter, der giver form til cellen. Biologerne fra UNIGE, i samarbejde med forskere fra Swiss Federal Institute of Technology i Lausanne (EPFL) og National University of Singapore, spekulerede på, om disse proteiner spillede en rolle i transmissionen af ​​mekaniske signaler, fører for eksempel til en ændring i celleproliferation.

Sequester en nøglefaktor på efterspørgsel

Domenica Spadaro, forsker ved UNIGE og førsteforfatter af undersøgelsen, detaljer om resultaterne:"ZO-1 antager forskellige konformationer afhængigt af spændingen udøvet af cytoskelettet, som en fleksibel fjeder. Når cytoskelettet er stramt, denne trækkraft strækker ZO-1, som vil sekvestrere en faktor, der er afgørende for celleformering. Omvendt efter en skade f.eks. ZO-1 løsner og frigiver denne faktor, så cellerne formerer sig igen for at reparere læsionen."

Afhængig af organiseringen af ​​cytoskelettet og den spænding, det udøver, ZO-1 og ZO-2 arbejder sammen om at stabilisere faktorer, der regulerer genekspression, celleproliferation og epiteltæthed, samt epitelets evne til at organisere sig i tredimensionelle strukturer. ZO-1 og ZO-2 vil sandsynligvis også spille en rolle i spredningen af ​​kræftceller, som er følsomme over for mekaniske kræfter i deres omgivelser. Udviklingen af ​​molekyler, der er i stand til at hæmme dem i tumorer, kunne derfor være et aktiv i bekæmpelsen af ​​maligniteter.