Molécula de adhesión celular
Subconjunto de proteínas de adhesión celular

Las moléculas de adhesión celular ( CAM ) son un subconjunto de proteínas de la superficie celular [1] que intervienen en la unión de las células con otras células o con la matriz extracelular (ECM), en un proceso denominado adhesión celular . [2] En esencia, las CAM ayudan a que las células se adhieran entre sí y a su entorno. Las CAM son componentes cruciales para mantener la estructura y la función de los tejidos. En animales completamente desarrollados, estas moléculas desempeñan un papel integral en la generación de fuerza y ​​movimiento y, en consecuencia, garantizan que los órganos puedan ejecutar sus funciones con normalidad. [3] Además de servir como "pegamento molecular", las CAM desempeñan papeles importantes en los mecanismos celulares de crecimiento, inhibición por contacto y apoptosis. La expresión aberrante de CAM puede dar lugar a una amplia gama de patologías, que van desde la congelación hasta el cáncer. [4]

Estructura

Las CAM son típicamente receptores transmembrana de un solo paso [5] y están compuestas por tres dominios conservados: un dominio intracelular que interactúa con el citoesqueleto , un dominio transmembrana y un dominio extracelular. Estas proteínas pueden interactuar de varias formas diferentes. [6] El primer método es a través de la unión homofílica , donde las CAM se unen con las mismas CAM. También son capaces de unión heterofílica , lo que significa que una CAM en una célula se unirá con diferentes CAM en otra célula.

Familias de CAM

Existen cuatro superfamilias o grupos principales de CAM: la superfamilia de moléculas de adhesión celular de inmunoglobulina ( IgCAM ), las cadherinas , las integrinas y la superfamilia de proteínas de dominios similares a lectinas de tipo C ( CTLD ). Los proteoglicanos también se consideran una clase de CAM.

Un sistema de clasificación implica la distinción entre CAM independientes del calcio y CAM dependientes del calcio. [7] Las CAM de la superfamilia Ig no dependen del Ca 2+ mientras que las integrinas, cadherinas y selectinas dependen del Ca 2+ . Además, las integrinas participan en interacciones célula-matriz, mientras que otras familias de CAM participan en interacciones célula-célula. [8]

Independiente del calcio

CAM de IgSF

La superfamilia de inmunoglobulinas CAM (IgSF CAM) se considera la superfamilia de inmunoglobulinas CAM más diversa. Esta familia se caracteriza por sus dominios extracelulares que contienen dominios similares a Ig. A los dominios de Ig les siguen repeticiones del dominio de fibronectina tipo III y los IgSF están anclados a la membrana mediante una fracción GPI. Esta familia está involucrada tanto en la unión homofílica como heterofílica y tiene la capacidad de unirse a integrinas o diferentes IgSF CAM. [ cita requerida ]

Dependiente del calcio

Integrinas

Las integrinas , una de las principales clases de receptores dentro de la matriz extracelular, [9] median las interacciones célula-matriz extracelular con colágeno , fibrinógeno , fibronectina y vitronectina . [10] Las integrinas proporcionan vínculos esenciales entre el entorno extracelular y las vías de señalización intracelular, que pueden desempeñar funciones en comportamientos celulares como la apoptosis , la diferenciación , la supervivencia y la transcripción . [11]

Las integrinas son heterodímeras , ya que constan de una subunidad alfa y beta. [12] Actualmente hay 18 subunidades alfa y 8 subunidades beta, que se combinan para formar 24 combinaciones diferentes de integrinas. [10] Dentro de cada una de las subunidades alfa y beta hay un dominio extracelular grande, un dominio transmembrana y un dominio citoplasmático corto. [13] El dominio extracelular es donde el ligando se une mediante el uso de cationes divalentes . Las integrinas contienen múltiples sitios de unión de cationes divalentes en el dominio extracelular [14] ). Los sitios de unión de cationes de integrinas pueden estar ocupados por iones Ca2+ o Mn2+. Los cationes son necesarios pero no suficientes para que las integrinas pasen de la conformación doblada inactiva a la conformación extendida activa. Se requiere tanto la presencia de cationes unidos a los múltiples sitios de unión de cationes, junto con la asociación física directa con ligandos de la matriz extracelular para que las integrinas alcancen la estructura extendida y la activación concomitante. [15] Por lo tanto, el aumento de los iones Ca2+ extracelulares puede servir para preparar el heterodímero de integrina. Se ha demostrado que la liberación de Ca2+ intracelular es importante para la activación de la integrina de adentro hacia afuera. [16] Sin embargo, la unión de Ca2+ extracelular puede ejercer diferentes efectos según el tipo de integrina y la concentración de cationes. [17] Las integrinas regulan su actividad dentro del cuerpo cambiando su conformación. La mayoría existe en reposo en un estado de baja afinidad , que puede alterarse a alta afinidad mediante un agonista externo que provoca un cambio conformacional dentro de la integrina, aumentando su afinidad. [11]

Un ejemplo de esto es la agregación de plaquetas ; [11] Los agonistas como la trombina o el colágeno activan la integrina en su estado de alta afinidad, lo que provoca una mayor unión del fibrinógeno , causando la agregación plaquetaria.

Cadherinas

Las cadherinas son Ca homofílicas2+
-glicoproteínas dependientes . [18] Las cadherinas clásicas ( E- , N- y P- ) se concentran en las uniones celulares intermedias , que se unen a la red de filamentos de actina a través de proteínas de enlace específicas llamadas cateninas . [18]

Las cadherinas son notables en el desarrollo embrionario. Por ejemplo, las cadherinas son cruciales en la gastrulación para la formación del mesodermo , endodermo y ectodermo . Las cadherinas también contribuyen significativamente al desarrollo del sistema nervioso. La distinta localización temporal y espacial de las cadherinas implica a estas moléculas como actores principales en el proceso de estabilización sináptica . Cada cadherina exhibe un patrón único de distribución tisular que es controlado cuidadosamente por el calcio. La diversa familia de cadherinas incluye epiteliales (cadherinas E), placentarias (cadherinas P), neurales (cadherinas N), retinianas ( cadherinas R ), cerebrales (cadherinas B y cadherinas T) y musculares (cadherinas M). [18] Muchos tipos de células expresan combinaciones de tipos de cadherinas.

El dominio extracelular tiene repeticiones importantes llamadas dominios de cadherina extracelular (ECD). Secuencias involucradas en Ca2+
La unión entre los ECD es necesaria para la adhesión celular . El dominio citoplasmático tiene regiones específicas donde se unen las proteínas cateninas. [19]

Selectinas

Las selectinas son una familia de CAM heterófilas que dependen de carbohidratos fucosilados , por ejemplo, mucinas para unirse. Los tres miembros de la familia son E-selectina ( endotelial ), L-selectina ( leucocito ) y P-selectina ( plaqueta ). El ligando mejor caracterizado para las tres selectinas es el ligando-1 de la glucoproteína de P-selectina ( PSGL-1 ), que es una glucoproteína de tipo mucina expresada en todos los glóbulos blancos. Las selectinas han sido implicadas en varias funciones, pero son especialmente importantes en el sistema inmunológico al ayudar a la localización y el tráfico de los glóbulos blancos. [20]

Función biológica de las CAM

La variedad de CAMs conduce a una funcionalidad diversa de estas proteínas en el entorno biológico. Una de las CAMs que son particularmente importantes en la localización de los linfocitos es la adressina . [21] La localización de los linfocitos es un proceso clave que ocurre en un sistema inmunológico fuerte. Controla el proceso de adhesión de los linfocitos circulantes a regiones y órganos particulares del cuerpo. [22] El proceso está altamente regulado por moléculas de adhesión celular, particularmente, la adressina también conocida como MADCAM1. Este antígeno es conocido por su papel en la adhesión específica de tejido de los linfocitos a las vénulas del endotelio alto. [23] A través de estas interacciones, desempeñan un papel crucial en la orquestación de los linfocitos circulantes.

La función de las CAM en la metástasis del cáncer, la inflamación y la trombosis las convierte en un objetivo terapéutico viable que se está considerando actualmente. Por ejemplo, bloquean la capacidad de las células cancerosas metastásicas de extravasarse y dirigirse a sitios secundarios. Esto se ha demostrado con éxito en el melanoma metastásico que se dirige a los pulmones. En ratones, cuando se utilizaron como tratamiento anticuerpos dirigidos contra las CAM en el endotelio pulmonar, se produjo una reducción significativa en el número de sitios metastásicos. [24]

Véase también

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Moléculas de adhesión celular .

Referencias

  1. ^ Cell+Adhesion+Molecules en los Encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  2. ^ Chothia, C.; Jones, EY (1997). "La estructura molecular de las moléculas de adhesión celular". Revista Anual de Bioquímica . 66 : 823–862. doi :10.1146/annurev.biochem.66.1.823. ISSN  0066-4154. PMID  9242926.
  3. ^ Gumbiner, BM (9 de febrero de 1996). "Adhesión celular: la base molecular de la arquitectura tisular y la morfogénesis". Cell . 84 (3): 345–357. doi : 10.1016/s0092-8674(00)81279-9 . ISSN  0092-8674. PMID  8608588.
  4. ^ Korthuis RJ, Anderson DC, Granger DN (marzo de 1994). "Función de la adhesión de los neutrófilos a las células endoteliales en los trastornos inflamatorios". J Crit Care . 9 (1): 47–71. doi :10.1016/0883-9441(94)90032-9. ISSN  0883-9441. PMID  8199653.
  5. ^ "Adhesión transmembrana de un solo paso y proteínas estructurales". membranome . Facultad de Farmacia, Universidad de Michigan . Consultado el 20 de octubre de 2018 .en la base de datos de Membranome
  6. ^ Chothia C, Jones EY (1997). "La estructura molecular de las moléculas de adhesión celular". Annu. Rev. Biochem . 66 : 823–62. doi :10.1146/annurev.biochem.66.1.823. PMID  9242926. S2CID  6298053.
  7. ^ Brackenbury R, ​​Rutishauser U, Edelman GM (enero de 1981). "Distintos sistemas de adhesión calcio-independientes y calcio-dependientes de células de embrión de pollo". Proc. Natl. Sci. USA . 78 (1): 387–91. Bibcode :1981PNAS...78..387B. doi : 10.1073/pnas.78.1.387 . PMC 319058 . PMID  6165990. 
  8. ^ Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (1 de enero de 2000). "Adhesión y comunicación entre células". {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  9. ^ Brown, K; Yamada, K (1995), "El papel de las integrinas durante el desarrollo de las vértebras", Biología del desarrollo , 6 (2): 69–77, doi :10.1016/s1044-5781(06)80016-2
  10. ^ ab Humphries JD, Byron A, Humphries MJ (octubre de 2006). "Ligandos de integrina de un vistazo". J. Cell Sci . 119 (Pt 19): 3901–3. doi :10.1242/jcs.03098. PMC 3380273 . PMID  16988024. 
  11. ^ abc Schnapp, L (2006). Integrina, adhesión/célula-matriz . Seattle: Elsevier.
  12. ^ García AJ (diciembre de 2005). "Get a grip: integrins in cell-biomaterial interactions" (Control: integrinas en interacciones célula-biomaterial). Biomateriales . 26 (36): 7525–9. doi :10.1016/j.biomaterials.2005.05.029. PMID  16002137.
  13. ^ Vinatier D (marzo de 1995). "Integrinas y reproducción". Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol . 59 (1): 71–81. doi : 10.1016/0028-2243(94)01987-I . PMID  7781865.
  14. ^ Xiong, J.-P. (5 de abril de 2002). "Estructura cristalina del segmento extracelular de la integrina alfa Vbeta 3 en un complejo con un ligando Arg-Gly-Asp". Science . 296 (5565): 151–155. Bibcode :2002Sci...296..151X. doi :10.1126/science.1069040. PMID  11884718. S2CID  24339086.
  15. ^ Dai, Aguang; Ye, Feng; Taylor, Dianne W.; Hu, Guiqing; Ginsberg, Mark H.; Taylor, Kenneth A. (noviembre de 2015). "La estructura de una integrina incrustada en la membrana de longitud completa unida a un ligando fisiológico". Journal of Biological Chemistry . 290 (45): 27168–27175. doi : 10.1074/jbc.M115.682377 . PMC 4646401 . PMID  26391523. 
  16. ^ Tharmalingam, Sujeenthar; Hampson, David R. (2016). "El receptor sensor de calcio y las integrinas en la diferenciación y migración celular". Frontiers in Physiology . 7 : 190. doi : 10.3389/fphys.2016.00190 . ISSN  1664-042X. PMC 4880553 . PMID  27303307. 
  17. ^ Zhang, Kun; Chen, JianFeng (enero de 2012). "La regulación de la función de la integrina por cationes divalentes". Adhesión celular y migración . 6 (1): 20–29. doi :10.4161/cam.18702. ISSN  1933-6918. PMC 3364134 . PMID  22647937. 
  18. ^ abc Buxton RS, Magee AI (junio de 1992). "Estructura e interacciones de las cadherinas desmosómicas y otras". Semin. Cell Biol . 3 (3): 157–67. doi :10.1016/s1043-4682(10)80012-1. PMID  1623205.
  19. ^ Soncin, F.; Ward, MC (2011). "La función de la E-cadherina en la pluripotencia y la autorrenovación de las células madre". Genes . 2 (1): 229–259. doi : 10.3390/genes2010229 . PMC 3924836 . PMID  24710147. 
  20. ^ Cavallaro U, Christofori G (febrero de 2004). "Adhesión celular y señalización por cadherinas e Ig-CAM en el cáncer". Nat. Rev. Cancer . 4 (2): 118–32. doi :10.1038/nrc1276. ISSN  1474-1768. PMID  14964308. S2CID  18383054.
  21. ^ Berg, Ellen Lakey; Goldstein, Leslie A.; Jimla, Mark A.; Nakache, Maurice; Picker, Louis J.; Streeter, Philip R.; Wu, Nora W.; Zhou, David; Butcher, Eugene C. (1 de abril de 1989). "Receptores de localización y adresinas vasculares: moléculas de adhesión celular que dirigen el tráfico de linfocitos". Revisiones inmunológicas . 108 (1): 5–18. doi :10.1111/j.1600-065X.1989.tb00010.x. ISSN  1600-065X. PMID  2670744. S2CID  37831094.
  22. ^ Picker, Louis (1 de junio de 1994). "Control de la localización de los linfocitos". Current Opinion in Immunology . 6 (3): 394–406. doi :10.1016/0952-7915(94)90118-X. ISSN  0952-7915. PMID  7917107.
  23. ^ Gorfu G, Rivera-Nieves J, Ley K (septiembre de 2009). "El papel de las integrinas beta7 en la localización y retención de los linfocitos intestinales". Curr. Mol. Med . 9 (7): 836–50. doi :10.2174/156652409789105525. ISSN  1566-5240. PMC 2770881. PMID  19860663 . 
  24. ^ Andreoli, Thomas E.; Brown, AM; Fambrough, DM; Hoffman, Joseph F.; Schultz, Stanley G.; Welsh, Michael J. (2013). Biología molecular de los trastornos del transporte de membrana. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4613-1143-0.
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Molécula_de_adhesión_celular&oldid=1220842761"