Los resultados del estudio de Johns Hopkins Medicine tienen implicaciones potenciales para comprender la propagación de las células cancerosas.

Crédito de la foto: Deborah Andrew y JiHoon Kim, Johns Hopkins Medicine.

Trabajando con moscas de la fruta, los científicos de Johns Hopkins Medicine han identificado una nueva vía molecular que ayuda a dirigir las células en movimiento en direcciones específicas. El conjunto de proteínas y enzimas interconectadas a lo largo del camino actúan como componentes de dirección y timón que impulsan a las células hacia un destino «previsto» en lugar de accidental, se dice.

En un informe sobre el trabajo publicado el 2 de marzo en Informes de celdaLas mismas vías moleculares, dicen los científicos, pueden hacer que las células cancerosas hagan metástasis o viajen a áreas distantes del cuerpo, y también pueden ser importantes para comprender cómo las células se ensamblan en un embrión y migran a los órganos y otras estructuras para construirse.

El equipo de científicos fue dirigido por Deborah Andrew, Ph.D., Profesora de Biología Celular y Subdirectora de Desarrollo Docente en el Instituto de Ciencias Biomédicas Básicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

Andrew y sus colegas comenzaron esta investigación mientras estudiaban un gen llamado Tre1 y su papel en el desarrollo de las glándulas salivales en las moscas de la fruta. Las herramientas para estudiar los efectos de activar y desactivar el gen no son ideales, dice. Dos de los miembros del equipo, Caitlin Hanlon, Ph.D. de la Universidad de Quinnipiac y JiHoon Kim, Ph.D. por Johns Hopkins, produjo moscas de la fruta que carecen de la parte codificadora de proteínas del gen Tre1. La pareja también colocó un marcador fluorescente en la proteína Tre1 para saber dónde se encontraba durante los pasos clave del desarrollo.

En experimentos con embriones de mosca de la fruta que portan un gen Tre1 intacto, las células que producirán futuras generaciones del organismo, las llamadas células germinales, migran correctamente al órgano sexual, la llamada gónada.

«Sin el gen Tre1, sin embargo, la mayoría de las células germinales no podrían encontrarse con otras células no celulares o somáticas de la gónada», dice Andrew. «La correcta navegación de las células germinales es importante para garantizar que se produzcan las generaciones futuras del organismo».

Esta no es la primera vez que los científicos han notado la importancia de Tre1 en la navegación de células germinales. Dos equipos de investigación de la Universidad de Indiana y el Instituto de Tecnología de Massachusetts habían establecido previamente la conexión. Sin embargo, Andrew dijo que quedaban dudas sobre lo que sucede en las células germinales para llevarlas al lugar correcto después de que se activa Tre1.

Ya se sabía que el gen Tre1 codifica una proteína que atraviesa la membrana celular varias veces y sobresale sobre la superficie celular. Pertenece a una gran familia de proteínas llamadas receptores acoplados a proteína G que permiten a las células comunicarse y responder a las señales de otras células, así como a las señales de la luz y el olfato. Casi el 35% de los medicamentos aprobados por la FDA se dirigen a los receptores acoplados a proteína G, dice Andrew.

Para seguir más de cerca los eventos moleculares posteriores a Tre1, Kim, investigador y becario postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, utilizó cultivos de tejidos de células de mosca de la fruta para encontrar la ubicación de moléculas marcadas con fluorescencia que pueden ser desencadenadas por la proteína Tre1 activada. . Kim descubrió la vía genética corriente abajo en los cultivos de tejidos y células germinales de moscas vivas.

Descubrió que Tre1 actúa como timonel de la celda y controla la dirección de la celda. Tre1 activa los componentes de control y timón de la célula estimulando una cascada de proteínas y enzimas, incluida una fosfoinositol quinasa, PI (4,5) P2, dPIP5K, dWIP y WASp.

Al final de la cascada molecular, se forma una cadena de proteínas de actina en una protuberancia en el borde de ataque de la célula para ejercer fuerzas mecánicas para el movimiento.

Los científicos también buscaron la señal corriente arriba que activa Tre1. Utilizaron una proteína modificada genéticamente elaborada por investigadores de la Universidad de California en San Francisco para rastrear la ubicación de una proteína de señalización llamada hedgehog que anteriormente se había relacionado con la migración de células germinales, aunque su papel en el proceso es controvertido.

En las células germinales, la señal Hedgehog aumenta los niveles de membrana de una proteína llamada Smoothened, que se encuentra en la protuberancia del borde de ataque de las células, donde también se encuentra Tre1.

Los científicos planean investigar más a fondo las vías alrededor de Tre1 y las conexiones entre las proteínas y enzimas involucradas en la vía.

«Una comprensión más profunda de la navegación y la propagación de las células en movimiento puede proporcionar más objetivos para detener la propagación de las células cancerosas», dice Andrew.

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La financiación de la investigación fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud (RO1DE013899, R35GM118177 y F31DE022233).

Además de Andrew, Hanlon y Kim, Sunaina Vohra y Peter Devreotes de Johns Hopkins fueron otros científicos que contribuyeron a la investigación.

https: //.www.hopkinsmedicine.org /Noticias/Sala de prensa /Comunicados de prensa /Los científicos identifican la vía molecular que ayuda a mover las células para evitar deambular sin rumbo fijo

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