Sergey Troyanovsky, PhD, profesor de Dermatologie și Biologie Celulară și Moleculară, a fost autorul principal al lucrării publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Un studiu al Northwestern Medicine a oferit noi informații despre organizarea unei proteine cheie numită cadherină în cadrul structurilor numite joncțiuni aderente, care ajută celulele să se lipească între ele.

Studiul, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences, a fost condus de autorul principal Sergey Troyanovsky, PhD, profesor de Dermatologie și Biologie Celulară și Moleculară, în colaborare cu oameni de știință de la Universitatea Columbia.

Joncțiunile adherens (AJ) sunt complexe proteice – alcătuite în principal din cadherină – care formează legături între celule în aproape toate țesuturile umane. Deși AJ-urile sunt fundamentale pentru menținerea structurii țesuturilor, organizarea reală a moleculelor de cadherină în interiorul și exteriorul acestor joncțiuni a rămas neclară – împreună cu alte aspecte cheie ale biologiei AJ-urilor.

În special, a existat un interes semnificativ în înțelegerea modului în care joncțiunile aderente posedă două proprietăți aparent incompatibile: atât forță, cât și flexibilitate.

„Acesta a fost un mare puzzle”, a explicat Troyanvosky, care este, de asemenea, membru al Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center al Universității Northwestern. „Timp de mulți ani, am încercat să înțelegem cum locul de adeziune dintre două celule ar putea avea aceste două caracteristici foarte diferite – forța sistemului și plasticitatea sa.”

În studiul actual, echipa de oameni de știință a încercat să aprofundeze înțelegerea acestor caracteristici prin explorarea organizării și dinamicii cadherinei în cadrul AJ-urilor.

Cu ajutorul unui microscop de super-rezoluție care poate detecta molecule unice în structuri, oamenii de știință au reușit să demonstreze că AJ-urile pot ajunge la mai mult de un micrometru în lungime și că acestea constau în aglomerări foarte strânse de cadherină, intercalate cu unele regiuni de cadherină mai rare. Mai mult, descoperirile lor au arătat că moleculele de cadherină din afara joncțiunii nu sunt organizate în clustere, ci sunt monomerice.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că, indiferent de stabilitatea generală a AJ-urilor individuale, acestea sunt, de fapt, foarte dinamice. „Durata de viață a clusterelor de cadherină strâns împachetate este foarte scurtă, de aproximativ o secundă. Acestea se dezasamblează, iar moleculele de cadherină eliberate sunt folosite pentru noi clustere”, a explicat Troyanvosky. „Acesta este modul în care explicăm rezistența și plasticitatea joncțiunilor de aderență – acestea își reconstruiesc continuu unitățile de aderență, clusterele de cadherină.”

Înțelegerea arhitecturii cadherinei – și a mecanismelor de aderență celulă-celulă în sens mai larg – este importantă, notează Troyanvosky, deoarece aderența anormală celulă-celulă joacă un rol într-o serie de boli, inclusiv cancerul, și este un factor cheie în afecțiuni ale pielii, cum ar fi pemfigusul.

În cadrul unor investigații în curs de desfășurare bazate pe concluziile acestui studiu, laboratorul lui Troyanvosky investighează acum un anticorp capabil să modifice modelul cadherinei din cadrul clusterelor, pentru a modifica adeziunea celulară în scopuri terapeutice potențiale, printre alte proiecte.

Studiul a fost sprijinit de granturile AR44016, AR057992 și GM062270 ale National Institutes of Health, precum și de grantul MCB-1412472 al National Science Foundation.

.