Sergey Troyanovsky, PhD, professore di Dermatologia e Biologia Cellulare e Molecolare, era l’autore senior dell’articolo pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences.

Uno studio della Northwestern Medicine ha fornito nuove informazioni sull’organizzazione di una proteina chiave chiamata cadherina all’interno di strutture chiamate giunzioni aderenti, che aiutano le cellule ad aderire insieme.

Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, è stato condotto dall’autore senior Sergey Troyanovsky, PhD, professore di dermatologia e biologia cellulare e molecolare, in collaborazione con gli scienziati della Columbia University.

Le giunzioni adherens (AJ) sono complessi proteici – principalmente costituiti da cadherina – che formano legami tra le cellule in quasi tutti i tessuti umani. Anche se le AJ sono fondamentali per mantenere la struttura dei tessuti, l’organizzazione effettiva delle molecole di cadherina all’interno e all’esterno di queste giunzioni è rimasta poco chiara – insieme ad altri aspetti chiave della biologia delle AJ.

In particolare, c’è stato un interesse significativo nel capire come le giunzioni aderenti possiedono due proprietà apparentemente incompatibili: sia la forza che la flessibilità.

“Questo era un grande puzzle”, ha spiegato Troyanvosky, che è anche membro del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center della Northwestern University. “Per molti anni, abbiamo cercato di capire come il sito di adesione tra due cellule potesse avere queste due caratteristiche molto diverse – la forza del sistema e la sua plasticità.”

Nello studio attuale, il team di scienziati ha cercato di approfondire la comprensione di queste caratteristiche esplorando l’organizzazione e la dinamica della cadherina all’interno delle AJ.

Utilizzando un microscopio a super-risoluzione che può rilevare singole molecole nelle strutture, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che le AJ possono raggiungere più di un micrometro di lunghezza e che sono costituite da gruppi di cadherina strettamente imballati, intervallati da alcune regioni di cadherina più scarse. Inoltre, i loro risultati hanno dimostrato che le molecole di cadherina al di fuori della giunzione non sono organizzate in cluster, ma sono monomeriche.

Gli scienziati hanno anche scoperto che, indipendentemente dalla stabilità complessiva delle singole AJ, esse sono in realtà altamente dinamiche. “La vita dei cluster di cadherine strettamente imballati è molto breve, circa un secondo. Si smontano e le molecole di cadherina rilasciate vengono utilizzate per nuovi cluster”, ha spiegato Troyanvosky. “Questo è il modo in cui spieghiamo la forza e la plasticità delle giunzioni di aderenza – ricostruiscono continuamente le loro unità di adesione, i cluster di cadherina.”

Comprendere l’architettura della cadherina – e i meccanismi di adesione cellula-cellula più in generale – è importante, nota Troyanvosky, poiché l’adesione anormale cellula-cellula gioca un ruolo in una serie di malattie, compreso il cancro, ed è un fattore chiave nei disturbi della pelle come il pemfigo.

Nelle indagini in corso basate sui risultati di questo studio, il laboratorio di Troyanvosky sta ora studiando un anticorpo in grado di cambiare il modello di cadherina all’interno dei cluster, al fine di modificare l’adesione cellulare per potenziali scopi terapeutici, tra gli altri progetti.

Lo studio è stato sostenuto dalle sovvenzioni del National Institutes of Health AR44016, AR057992 e GM062270, e dalla sovvenzione della National Science Foundation MCB-1412472.