Sergey Troyanovsky, PhD, profesor de Dermatología y Biología Celular y Molecular, fue el autor principal del trabajo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Un estudio de Northwestern Medicine ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la organización de una proteína clave llamada cadherina dentro de las estructuras llamadas uniones adherentes, que ayudan a las células a pegarse.

El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, ha sido dirigido por el autor principal, el doctor Sergey Troyanovsky, profesor de Dermatología y Biología Celular y Molecular, en colaboración con científicos de la Universidad de Columbia.

Las uniones adherentes (AJ) son complejos proteicos -compuestos principalmente por cadherina- que forman uniones entre células en casi todos los tejidos humanos. Aunque las AJs son fundamentales para mantener la estructura de los tejidos, la organización real de las moléculas de cadherina dentro y fuera de estas uniones ha permanecido poco clara – junto con otros aspectos clave de la biología de las AJs.

En particular, ha habido un gran interés en comprender cómo las uniones adherentes poseen dos propiedades aparentemente incompatibles: tanto la fuerza como la flexibilidad.

«Este era un gran rompecabezas», explicó Troyanvosky, que también es miembro del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern. «Durante muchos años, hemos intentado comprender cómo el lugar de adhesión entre dos células podía tener estas dos características tan diferentes: la fuerza del sistema y su plasticidad».

En el estudio actual, el equipo de científicos trató de profundizar en la comprensión de estas características explorando la organización y la dinámica de la cadherina dentro de los AJ.

Empleando un microscopio de superresolución que puede detectar moléculas individuales en las estructuras, los científicos pudieron demostrar que las AJ pueden alcanzar más de un micrómetro de longitud y que están formadas por grupos de cadherina fuertemente empaquetados, intercalados con algunas regiones de cadherina más dispersas. Además, sus hallazgos demostraron que las moléculas de cadherina fuera de la unión no están organizadas en grupos, sino que son monoméricas.

Los científicos también descubrieron que, independientemente de la estabilidad general de las AJ individuales, éstas son de hecho muy dinámicas. «El tiempo de vida de los grupos de cadherinas fuertemente empaquetados es muy corto, aproximadamente un segundo. Se desensamblan y las moléculas de cadherina liberadas se utilizan para crear nuevos grupos», explicó Troyanvosky. «Así es como explicamos la fuerza y la plasticidad de las uniones adherentes: reconstruyen continuamente sus unidades de adhesión, las agrupaciones de cadherinas»

Comprender la arquitectura de la cadherina -y los mecanismos de adhesión célula-célula en general- es importante, señala Troyanvosky, ya que la adhesión anormal célula-célula desempeña un papel en varias enfermedades, incluido el cáncer, y es un factor clave en trastornos de la piel como el pénfigo.

En las investigaciones en curso basadas en los hallazgos de este estudio, el laboratorio de Troyanvosky está investigando ahora un anticuerpo capaz de cambiar el patrón de cadherina dentro de los racimos, con el fin de modificar la adhesión celular con posibles fines terapéuticos, entre otros proyectos.

El estudio contó con el apoyo de las becas AR44016, AR057992 y GM062270 de los Institutos Nacionales de Salud, y con la beca MCB-1412472 de la Fundación Nacional de Ciencias.