Sergey Troyanovsky, PhD, professor de Dermatologia e Biologia Celular e Molecular, foi o autor sênior do artigo publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences.

Um estudo da Northwestern Medicine forneceu novas idéias sobre a organização de uma proteína chave chamada cadherin dentro de estruturas chamadas junções adherens, que ajudam as células a se unir.

O estudo, publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences, foi conduzido pelo autor sênior Sergey Troyanovsky, PhD, professor de Dermatologia e Biologia Celular e Molecular, em colaboração com cientistas da Columbia University.

As junções aderentes (AJs) são complexos proteicos – compostos principalmente de caderina – que formam ligações entre as células em quase todos os tecidos humanos. Embora os AJs sejam fundamentais para a manutenção da estrutura dos tecidos, a organização real das moléculas de caderina dentro e fora dessas junções tem permanecido pouco clara – juntamente com outros aspectos chave da biologia dos AJs.

Em particular, tem havido um interesse significativo em entender como as junções aderentes possuem duas propriedades aparentemente incompatíveis: força e flexibilidade.

“Este foi um grande quebra-cabeça”, explicou Troyanvosky, que também é membro do Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center da Northwestern University. “Por muitos anos, temos tentado entender como o local de adesão entre duas células poderia ter essas duas características muito diferentes – a força do sistema e sua plasticidade”.

No estudo atual, a equipe de cientistas procurou aprofundar a compreensão dessas características, explorando a organização e dinâmica do cadherin dentro dos AJs.

Empregando um microscópio de super-resolução que pode detectar moléculas únicas em estruturas, os cientistas foram capazes de demonstrar que os AJs podem alcançar mais de um micrômetro de comprimento e que eles consistem de grupos de cadherin bem embalados, intercalados com algumas regiões de cadherin mais esparsas. Além disso, suas descobertas mostraram que as moléculas de cadherina fora da junção não estão organizadas em grupos, mas são monoméricas.

Os cientistas também descobriram que, independentemente da estabilidade geral dos AJs individuais, eles são de fato altamente dinâmicos. “O tempo de vida dos aglomerados de cadherin firmemente empacotados é muito curto, cerca de um segundo. Eles se desmontam e as moléculas de cadherina liberadas são usadas para novos aglomerados”, explicou Troyanvosky. “É assim que explicamos a força e plasticidade das junções de aderentes – eles reconstróem continuamente suas unidades de adesão, os aglomerados de caderina”

O entendimento da arquitetura da caderina – e dos mecanismos de adesão celular mais amplamente – é importante, observa Troyanvosky, já que a adesão anormal de células desempenha um papel em várias doenças, incluindo o câncer, e é um fator chave em distúrbios de pele como o pênfigo.

Em investigações em curso baseadas nos resultados deste estudo, o laboratório de Troyanvosky está agora a investigar um anticorpo capaz de alterar o padrão de cadherina dentro dos grupos, a fim de modificar a adesão celular para fins terapêuticos potenciais, entre outros projectos.

O estudo foi apoiado pelos National Institutes of Health grants AR44016, AR057992 e GM062270, e pela National Science Foundation grant MCB-1412472.