O Papel das Proteínas CYRI no Movimento Celular

As células estão sempre se movendo e mudando de forma, especialmente durante processos importantes como desenvolvimento e cicatrização. Uma maneira que as células se movem é estendendo partes da sua membrana chamadas lamelipódios. Isso ajuda elas a avançar. Uma proteína pequena chamada Rac1 tem um papel grande nesse processo ajudando a formar estruturas feitas de actina, que é uma proteína que compõe o esqueleto da célula. Quando Rac1 é ativada, ela desencadeia uma série de reações que levam à formação desses lamelipódios, permitindo que a célula se mova para frente.

#A Conexão com o Ambiente

Para as células se moverem de forma eficiente, elas precisam se conectar com o ambiente ao redor, especialmente uma estrutura conhecida como Matriz Extracelular (MEC). Essas conexões são cruciais para muitos processos, como a formação de novos tecidos e a disseminação de células cancerígenas pelo corpo. As células podem se fixar à MEC por meio de diferentes tipos de conexões, incluindo Adesões Focais e adesões fibrilares. Todas essas conexões dependem de proteínas chamadas integrinas, que ligam o interior da célula à MEC.

Quando as integrinas se conectam à MEC, elas ajudam a célula a sentir seu ambiente e responder a sinais mecânicos, num processo chamado mecanotransdução. Essa habilidade de sentir e reagir ao mundo externo é vital para o comportamento celular.

#Adesões Focais: Formação e Maturação

As adesões focais se formam quando as integrinas se ligam à MEC na frente de uma célula em movimento. Inicialmente, essas adesões são pontinhos pequenos chamados adesões nascentes. Com o tempo, elas crescem e mudam em sua composição proteica. Muitas proteínas já foram identificadas como envolvidas nessas adesões, mas um grupo central de proteínas é particularmente importante para sua função.

Uma das primeiras proteínas a chegar nessas adesões nascentes é a paxilina, que está ligada a vias de sinalização essenciais para a migração celular. Outro jogador importante é a Quinase de Adesão Focal (FAK), que ajuda a recrutar talina, uma proteína que liga integrinas a filamentos de actina. Essa conexão é essencial para o tamanho das adesões focais e influencia a velocidade com que uma célula pode se mover.

A paxilina e a FAK também têm um papel na ativação da Rac1 através de uma cascata de sinalização, que por sua vez leva a mais protrusões de membrana. Conforme as células se movem, as adesões nascentes se transformam em adesões focais maduras que estão ligadas a estruturas de actina maiores, exercendo forças mecânicas na célula.

#Desmontagem e Reciclagem de Adesões Focais

À medida que as células migram, as adesões focais ligadas à MEC se quebram. As integrinas que se desprendem podem ser destruídas ou recicladas de volta para a membrana celular. Esse processo de reciclagem pode ser ajudado por vários mecanismos, incluindo a ação de enzimas que cortam proteínas como integrinas e talina, e também a endocitose, que traz substâncias para dentro da célula.

Os microtúbulos, outro tipo de estrutura na célula, também estão envolvidos nesse processo. Eles ajudam a transportar integrinas para novos locais de adesão, enquanto também carregam componentes que quebram a matriz. Os microtúbulos podem promover a endocitose, facilitando a internalização de integrinas das adesões focais.

#O Papel das Proteínas CYRI

Recentemente, uma classe de proteínas chamada proteínas CYRI foi identificada como reguladoras chave da dinâmica das adesões focais. Essas proteínas atuam para limitar a atividade da Rac1, controlando assim como as células estendem seus lamelipódios e migram. Quando uma proteína CYRI específica, a CYRI-B, é removida das células, as células apresentam adesões focais maiores e mais alongadas. Isso sugere que a CYRI-B normalmente ajuda a gerenciar o tamanho e a composição dessas adesões.

Investigações adicionais revelaram que quando a CYRI-B está ausente, novas adesões se formam mais rápido e crescem mais. Isso está ligado a mudanças em várias proteínas centrais envolvidas na dinâmica de adesão, indicando que a CYRI-B desempenha um papel vital em como as células interagem com seu ambiente.

#Investigando Mudanças na Composição das Adesões

Para entender melhor como a perda de CYRI-B afeta as adesões focais, os pesquisadores realizaram um experimento de biotinilação em proximidade usando a paxilina como marcador. Este experimento teve como objetivo identificar proteínas que estão próximas à paxilina em células de controle e células knockout de CYRI-B. A análise revelou que várias proteínas importantes envolvidas na adesão estavam presentes em maiores quantidades nas células knockout de CYRI-B.

Notavelmente, uma proteína chamada ERC1, que ajuda a internalizar integrinas, foi encontrada reduzida nas proximidades das adesões em células que não tinham CYRI-B. Essa diminuição de ERC1 pode ser uma razão chave para as adesões focais aumentadas observadas em células knockout de CYRI-B.

#Os Efeitos do ERC1 na Internalização de Integrinas

Sabe-se que o ERC1 desempenha um papel crucial na remoção de integrinas da superfície celular. Quando os níveis de ERC1 caem, isso pode reduzir a internalização de integrinas, levando a mais integrinas expostas na superfície da célula. Essa situação é semelhante ao que é visto em células que não têm CYRI-B, onde níveis aumentados de integrinas e alterações na dinâmica das adesões focais também são observados.

Para confirmar isso, foram realizados experimentos para reduzir deliberadamente os níveis de ERC1 nas células. Os resultados indicaram que reduzir o ERC1 leva a adesões focais maiores que se assemelham às observadas em células knockout de CYRI-B, apoiando a ideia de que os efeitos da CYRI-B estão relacionados à sua influência sobre o ERC1.

#A Interação Entre Actina e Microtúbulos

A actina e os microtúbulos são dois componentes importantes do citoesqueleto que ajudam a manter a estrutura celular e facilitar o movimento. A dinâmica dessas estruturas afeta significativamente como as células migram e formam adesões. Em células que não têm CYRI-B, fibras de estresse de actina foram encontradas mais grossas e mais longas, o que pode contribuir para a dinâmica alterada das adesões focais.

Curiosamente, não só as fibras de estresse de actina mais grossas restringiram o acesso dos microtúbulos às adesões focais, mas também influenciaram a velocidade com que os microtúbulos poderiam crescer. Quando a rede de actina foi relaxada usando drogas, tanto o crescimento dos microtúbulos quanto o tamanho das adesões focais foram restaurados a níveis normais, indicando uma conexão forte entre a dinâmica da actina e o comportamento geral da célula.

#Conclusão

Em resumo, as proteínas que regulam o movimento e a adesão celular desempenham papéis complexos que são essenciais para entender como as células interagem com seu ambiente. As proteínas CYRI, em particular, ajudam a controlar a dinâmica das adesões focais influenciando a atividade da Rac1 e os níveis de ERC1, o que afeta como as células internalizam integrinas.

Através dessas vias, as células podem adaptar suas propriedades de migração e adesão conforme necessário. Isso é importante para muitos processos fisiológicos, incluindo desenvolvimento e cicatrização de feridas, assim como em condições patológicas como a metástase do câncer. Entender esses mecanismos pode levar a novas estratégias para controlar o comportamento celular em várias aplicações médicas.