Biologia Apresentação Contextualização

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Antes de se deslocar, a célula migratória tornas e poligonal. A seguir, em decorrência das modificações rápidas

e substanciais nos filamentos  de actina corticais , formam se várias lâminas citoplasmáticas horizontais ,

denominadas lamelipódios, na extremidade da célula correspondente ao futuro movimento. Das bordas livres dos

lamelipódios brotam prolongamentos digitiformes denominadas filopódios

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Apresentação

Contextualização

1. Introdução

A motilidade das células musculares lisas também tem sido implicada na patogênese da remodelação das vias aéreas, uma característica chave da asma. Além da hiperplasia e hipertrofia, a migração das células do músculo liso das vias aéreas contribui para o desenvolvimento da remodelação das vias aéreas.

Em geral, a migração celular inclui os ciclos das quatro etapas seguintes. Primeiro, em resposta a dicas de orientação e proteínas adesivas na matriz extracelular (ECM), as células formam uma protrusão chamada lamelipódia na frente. Em segundo lugar, novas aderências focais são formadas na frente das células móveis para fortalecer sua ligação à MEC. Terceiro, a atividade da actomiosina aumenta para induzir a retração da parte traseira. Em quarto lugar, as adesões focais na parte posterior da célula são desmontadas para permitir que todo o corpo da célula avance [1, 3, 4].

1. Papéis do citoesqueleto de actina dinâmico e proteínas associadas à actina na migração celular

O citoesqueleto de actina sofre montagem e desmontagem dinâmica durante o rastreamento celular, que regula a formação de protuberâncias, montagem / desmontagem de adesão focal e organização de filamentos contráteis.A arquitetura dinâmica da actina é regulada por uma variedade de proteínas associadas à actina e vias de sinalização.

A formação lamelipodial é impulsionada pela dinâmica local da actina e regulada por proteínas associadas à actina

Os lamelipódios são protuberâncias membranares finas de células móveis. Durante a migração, as células estendem a membrana para a frente para explorar seu ambiente. Se a área frontal for adequada, as células se moverão para frente. Caso contrário, as células se retrairão para evitar um ambiente inadequado. Como a protuberância é maior do que a retração, causa uma facilidade no movimento celular para frente.

Existem dois padrões de montagem do filamento de actina nos lamelipódios, ramificação e alongamento, que promovem a formação da “malha” de actina na protrusão celular.

A ramificação do filamento de actina é amplamente mediada pelo complexo Arp2 / 3, que pode se ligar a um filamento mãe e induzir o crescimento do filamento filho em um ângulo de 70 ° dos filamentos mãe

O alongamento dos filamentos de actina no músculo liso é mediado por uma série de proteínas.Profilin-1 (Pfn-1), a fosfoproteína  e β-catenina.

As adesões focais são ativamente montadas na frente da célula e desmontadas na cauda das células móveis

As adesões focais são um tipo de contato adesivo entre a célula e o Matriz extracelular . Nas adesões focais, os domínios extracelulares das integrinas transmembrana(proteínas de adesão) , incluindo as subunidades α e β, conectam-se com a matriz extracelular.

Os mecanismos que controlam a desmontagem da adesão focal são pouco investigados em células musculares lisas. No entanto, vários estudos de células não musculares sugerem que as proteínas Prickle, Rap1-GTP-interacting adapter molécula (RIAM)  e RhoJ  podem promover a desmontagem de contato focal.

A formação de fibras de estresse e a atividade da actomiosina são aumentadas durante a migração celular

Depois que as aderências focais nascentes estabelecem a conexão entre a matriz extracelular e os filamentos de actina, os sinais externos induzem a montagem da fibra de estresse e ativam a actomiosina ATPase, que gera força de tração para impulsionar a célula para frente. Fibras de estresse são feixes contráteis contendo filamentos de actina e filamentos de miosina II.

Papel dos filamentos intermediários na migração celular

Os filamentos intermediários (FIs) são amplamente distribuídos no citoplasma, proporcionando integridade mecânica e estrutural para a célula [49, 50]. As proteínas IF do tipo III vimentina e desmina são os principais componentes das redes IF no músculo liso. Há evidências que sugerem que o movimento celular está associado à expressão da proteína vimentina.

Filamentos intermediários regulam a dinâmica de adesão focal

os IFs podem regular a dinâmica de adesão focal diretamente e, portanto, a migração celular. A Maior expressão de vimentina nas células leva à desestabilização dos desmossomos e aumenta a dinâmica de adesão focal para promover a migração [56, 59]. Os filamentos de vimentina sob a membrana plasmática interagem com as caudas citoplasmáticas da integrina β3, regulando o envolvimento das integrinas com os ligantes extracelulares e o agrupamento da integrina [60].

A interação da vimentina com a estrutura celular adesiva é modulada pela fosforilação da vimentina. A fosforilação de vimentina mediada por PAK1 na Ser-56 leva à reorientação espacial dos filamentos de vimentina em células musculares lisas, o que pode alterar o conjunto de adesão focal [2, 54, 56, 64, 65].

Filamentos intermediários regulam a contração celular

Conforme descrito anteriormente, a contração celular é crítica para induzir a retração da parte traseira.

Os corpos densos também são os locais aos quais os filamentos de actina contráteis se fixam. Assim, a ligação física dos filamentos de vimentina aos corpos densos fornece a base estrutural pela qual os filamentos intermediários de vimentina podem modular a contração das células musculares lisas.

Os filamentos intermediários de Vimentina são necessários para a contração do músculo liso.

Filamentos intermediários regulam a rigidez do núcleo

Quando as células se movem em um ambiente tridimensional, o tamanho do núcleo influencia a taxa de migração. Isso ocorre porque o núcleo é a maior organela dentro da célula. Assim, as alterações da rigidez do núcleo afetam a capacidade da célula de se espremer entre as fibras da matriz.

Filamentos intermediários interagem com o citoesqueleto de actina e microtúbulos

A rede de vimentina é capaz de regular o citoesqueleto de actina de várias maneiras. Primeiro, a fosforilação da vimentina em Ser-56 por PAK1 e Plk1 leva à sua desmontagem no músculo liso, o que resulta na liberação de CAS da vimentina citoesquelética. CAS se transloca para o córtex celular e promove a polimerização e ramificação da actina mediada pelo complexo Arp2 / 3 e a formação lamelipodial [2, 34, 35, 50, 52, 65, 67, 74] (Fig. 4b). Em segundo lugar, o caldesmon é um componente dos microfilamentos em todas as células e dos filamentos finos nas células musculares lisas. Caldesmon é capaz de interagir com filamentos intermediários e actina polimerizada, e é necessário para manter a rede de filamentos intermediários e filamentos de actina nas células musculares lisas.