Invadopodia - Invadopodia
Invadopodia são protrusões ricas em actina da membrana plasmática que estão associadas à degradação da matriz extracelular na invasão e metástase do câncer. Muito semelhantes aos podossomos , os invadopódios são encontrados em células cancerosas invasivas e são importantes por sua capacidade de invadir através da matriz extracelular, principalmente no extravasamento de células cancerígenas . Os invasores são geralmente visualizados pelos orifícios que eles criam na ECM ( fibronectina , colágeno etc.) - placas revestidas, em combinação com imunohistoquímicapara o invasopodia localizando proteínas, como cortactina, actina, Tks5 etc. Invadopodia também pode ser usado como um marcador para quantificar a invasividade de linhas de células cancerosas in vitro usando um ensaio de hidrogel de ácido hialurônico .
História e polêmica
No início da década de 1980, os pesquisadores notaram protrusões provenientes da membrana ventral de células que haviam sido transformadas pelo vírus do sarcoma de Rous e que estavam nos locais de adesão célula- matriz extracelular (ECM). Eles denominaram essas estruturas de podossomos, ou pés celulares, mas mais tarde foi notado que a degradação da MEC estava ocorrendo nesses locais e o nome invadopodia foi cunhado para destacar a natureza invasiva dessas saliências. Desde então, os pesquisadores costumam usar os dois nomes alternadamente, mas é geralmente aceito que os podossomos são as estruturas envolvidas nos processos biológicos normais (como quando as células imunes devem cruzar as barreiras dos tecidos ou na remodelação óssea) e os invasópodes são as estruturas nas células cancerosas invasoras . No entanto, ainda há controvérsia em torno dessa nomenclatura, com alguns cientistas argumentando que os dois são diferentes o suficiente para serem considerados estruturas distintas, enquanto outros argumentam que os invadopódios são simplesmente podossomos desregulados e as células cancerosas não simplesmente "inventam" novos mecanismos. Devido a essa confusão e à alta semelhança entre as duas estruturas, muitos começaram a agrupar as duas sob o termo coletivo invadosomes.
Estrutura e formação
Invadopodia tem um núcleo de actina, que é rodeado por uma estrutura em anel enriquecida em proteínas de ligação à actina, moléculas de adesão, integrinas e proteínas-esqueleto. Os invasores são geralmente mais longos que os podossomos, com uma largura de 0,5-2,0 um e um comprimento maior que 2 um, e duram muito mais do que os podossomos. Invadopodia também penetram profundamente na MEC, enquanto os podossomos geralmente se estendem para cima no citoplasma e não causam tanta degradação na MEC.
A formação de invasores é um processo complexo que envolve múltiplas vias de sinalização e pode ser descrito como tendo três etapas: iniciação, estabilização e maturação. A iniciação de invadópodes envolve a formação de botões na membrana plasmática e é iniciada por fatores de crescimento como fator de crescimento epidérmico (EGF), fator de crescimento transformante beta (TGFB) ou fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), que atuam através da fosfoinositídeo 3-quinase (PI3K) para ativar as quinases da família Src . Essas quinases têm papéis importantes na formação de invadopódios e, quando ativadas, fosforilam várias proteínas envolvidas na formação de invadopódios, incluindo Tks5, sinaptjanina-2 e a família Abl quinase Arg4. A fosforilação dessas proteínas leva ao recrutamento da proteína da síndrome de Wiskott-Aldrich Neural (N-Wasp) para invadópodes, que requer Arp2 / 3, para ativar a polimerização da actina e, assim, o alongamento dos invadópodes. Uma etapa fundamental durante a formação de invadopódios é a estabilização de invadopódios, que envolve a interação do domínio PX de Tks5 (uma proteína-esqueleto) com fosfolipídeo, PI (3,4) P 2 para ancorar o núcleo de invadopódios à membrana plasmática. A maturação de invadopódios requer polimerização de actina sustentada e há vários reguladores da polimerização de actina envolvidos nesta etapa, incluindo cofilina, fascin, Arg quinase e mDia2. Invadopódios são considerados maduros quando as metaloproteases de matriz (MMPs), especificamente MMP2, 9 e 14, são recrutadas para o invadopódio para serem liberados na matriz extracelular.
Papel na metástase do câncer
A metástase é a principal causa de mortalidade em pacientes com câncer; depende da capacidade das células cancerosas de degradar a matriz extracelular circundante e invadir outros tecidos. Os mecanismos desse processo ainda não estão completamente esclarecidos e, devido às propriedades invasivas dos invadopódios, eles têm sido investigados nesse contexto. Na verdade, os invasopódios têm sido implicados em muitos tipos de câncer e células cancerígenas. O aumento da capacidade de invasão das células cancerosas se correlaciona com a presença de invadopódios, e observou-se que as células cancerosas as projetam no endotélio dos vasos sanguíneos durante o extravasamento , uma etapa importante na metástase. Invadopodia também se correlacionou com um pior prognóstico em pacientes com câncer de mama.
Tks5, uma proteína específica para invadopodia, foi implicada na capacidade de invasão do câncer. Níveis aumentados de tks5 foram detectados no câncer de próstata e a superexpressão de Tks5 foi suficiente para induzir a formação de invadopódios e degradação da matriz extracelular de uma maneira dependente de Src. Foi demonstrado que a expressão aumentada de Tks5 se correlaciona com o prognóstico ruim do paciente em gliomas . Em um modelo de camundongo de adenocarcinoma de pulmão, os tumores invasivos mostraram ter uma expressão aumentada de uma isoforma longa de tks5, enquanto os tumores não metastáticos tinham uma isoforma curta. Também foi demonstrado que a superexpressão da isoforma longa de tks5 foi suficiente para fazer com que os tumores não metastáticos se tornassem invasivos.
Relevância terapêutica
Devido à natureza invasiva dos invasópodes em células cancerosas, a pesquisa tem se concentrado em alvejar os invasópodes como um potencial alvo terapêutico para inibir a metástase. A inibição da formação de invasópodes ao direcionar a Src quinase com Saracatanibe em um sistema modelo de galinha mostrou uma diminuição da incidência de invasópodes e diminuição do extravasamento de câncer. Em camundongos, a inibição direta da formação de invadópodes, por meio de RNAi contra tks4 ou tks5, reduziu significativamente o extravasamento de câncer. A triagem de ativadores e inibidores de medicamentos de invadópodes revelou que o Cdc5 pode ser um alvo para inibir a formação de invadópodes e também que, paradoxalmente, o paclitaxel , medicamento comumente usado no tratamento do câncer, induz a formação de invadópodes. Esses resultados mostram potencial para invadopodia como um alvo terapêutico, e as pesquisas neste campo continuam.