Disabilitare la modalità di trasporto dell’integrina per prevenire la diffusione del cancro

Le cellule hanno bisogno di spostarsi per svolgere il proprio lavoro. Frequentemente, una cellula si muove attraverso un tessuto – diciamo d esempio il muro di un vaso sanguigno -, usando una proteina chiamata integrina per afferrare un punto e spostarsi in quella direzione. Quando la cellula si muove in avanti, rilascia la presa integrina sul retro e la porta all’interno per il riciclo, dove viene riutilizzata per una nuova presa e andare avanti.

Questo tipo di movimento è importante quando i tumori metastatizzano, si staccano dal tumore primario e si diffondono attraverso il resto del corpo. Le cellule tumorali devono strisciare attraverso un tessuto usando l’integrina fino a raggiungere un vaso sanguigno che possono usare per percorrere lunghe distanze.

Disabilitare la modalità di trasporto dell’integrina potrebbe essere un metodo per prevenire la diffusione del cancro.

I biologi vascolari della UConn Health Mallika Ghosh e Linda Shapiro si sono interrogati su come una proteina comune presente nella cellula, chiamata membrana cellulare, abbia influenzato questo tipo di movimento. La proteina, chiamata CD13, attraversa la membrana della cellula, con un’estremità che interagisce con l’interno della cellula e l’altra con il mondo esterno. CD13 ha molte funzioni diverse, tra cui legare una cellula al suo posto e aiutare le cellule a comunicare tra loro.

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Per testare il ruolo di CD13 nel movimento cellulare, Ghosh, Shapiro e i loro colleghi hanno prima esaminato i fibroblasti di topo, un tipo di cellula che produce l’impalcatura che tiene insieme i tessuti e gli organi. Hanno aggiunto ai fibroblasti nelle capsule di Petri  la fibronectina, un materiale che si trova all’esterno della cellula e che l’integrina afferra. L’integrina è la proteina che le cellule usano per afferrare e trascinarsi attraverso un tessuto. Alcuni dei fibroblasti erano normali altri avevano il gene per CD13 eliminato.

I ricercatori hanno scoperto che i fibroblasti normali potevano muoversi attraverso la capsula di Petri usando il loro metodo di integrina senza problemi, ma i fibroblasti knock-out CD13 non potevano muoversi affatto.

Poi i ricercatori hanno macchiato il nucleo della cellula di blu e l’integrina sulla superficie della cellula di verde e hanno osservato cosa è successo durante il movimento. I fibroblasti normali tirano a se’ tutta la loro integrina e, dopo circa due ore per il riciclaggio, riappaiono in superficie. I fibroblasti knock-out di CD13 hanno estratto tutta la loro integrina in due ore, ma l’integrina non è mai ricomparsa in superficie.

I ricercatori hanno provato lo stesso esperimento con le cellule del cancro cervicale umano e hanno ottenuto lo stesso risultato. Quello che sembrava accadere è che CD13 agisce come un organizzatore, raccogliendo integrina fresca riciclata e altre proteine ​​necessarie sulla membrana cellulare, quindi è pronto per essere espulso quando la cellula deve muoversi.

“Senza CD13, le integrine entrano e non tornano indietro”, dice Shapiro. I dettagli di come CD13 raccoglie l’integrina nel posto giusto comporta l’assemblaggio del macchinario di riciclaggio della cellula da parte di CD13 che si estende all’interno della cellula in risposta ai segnali rilevati dal segmento di CD13 che sporge all’esterno.

“E tutti questi passaggi sono fondamentali per le cellule per elaborare le informazioni dall’ambiente esterno e andare avanti”, dice Ghosh.

I ricercatori stanno ora esaminando diverse versioni di proteine integriniche e vari materiali leganti come il collagene e la laminina, per vedere se CD13 gioca lo stesso ruolo nel movimento cellulare nei tessuti che usano quelle proteine ​​per la struttura.

Fonte, Science Signaling (2019)