Descoberto PIP2 para desempenhar um papel fundamental na adesão de células epiteliais

Os pesquisadores descobriram que os fosfolipídios são essenciais na adesão das células epiteliais.

Fosfatidilinositol bifosfato (PIP2), um fosfolipídio, é essencial para a adesão célula-célula epitelial e manutenção da identidade celular.

As células do corpo em organismos multicelulares aderem umas às outras para formar tecidos que desempenham várias funções fisiológicas. As células epiteliais formam nossa pele e superfícies de revestimento, como o intestino e outros dutos, e protegem nossos órgãos internos.

Para manter a integridade de um organismo e funcionar adequadamente, é importante que essas células permaneçam ligadas umas às outras. Eles fazem isso através de tipos específicos de junções celulares. Essas junções são caracterizadas por proteínas, que também ajudam na manutenção da identidade celular.

A perda dessas proteínas das superfícies celulares faz com que elas percam sua identidade como células epiteliais, levando à sua transformação em células mesenquimais (através de um processo conhecido como transformação epitelial-mesenquimal ou EMT) e, posteriormente, sua progressão para câncer e fibrose.

Essas células cancerosas são apenas frouxamente aderidas umas às outras (dado que as proteínas que ajudaram a manter a adesão celular estão agora perdidas), então elas podem se separar umas das outras, migrar para a corrente sanguínea e causar metástase do câncer (espalhar para outras partes do corpo). o corpo).

Agora, embora o papel das proteínas na manutenção da identidade celular seja bem pesquisado, não podemos deixar de nos perguntar – os lipídios (moléculas gordurosas) também desempenham um papel na caracterização das células e na prevenção da EMT?

Sob a orientação do Dr. Yoshikazu Nakamura e Dr. Kaori Kanemaru, cientistas da Tokyo University of Science (TUS), Tokyo University of Pharmacy and Life Sciences, Tokyo Medical and Dental University, Akita University,[{” attribute=””>Hokkaido University, and Kobe University have tried to find an answer to this question.

The phospholipid PIP2 plays a critical role in maintaining the characteristics of epithelial cells. Credit: Yoshikazu Nakamura from Tokyo University of Science

“We know lipids are an important class of biomolecules, necessary for certain cellular functions. One such lipid, a phosphatidylinositol, forms a phospholipid called phosphatidylinositol bisphosphate (PIP₂),” Associate Professor Dr. Nakamura from TUS dives into the topic. He tells us that PIP₂ is important because it is crucial for the formation of signaling molecules that regulate cell proliferation, survival, and migration. “We had evidence that higher amounts of PIP₂ were found in the epidermal layer of skin, so we hypothesized that this phospholipid contributed to the properties and characterization of epithelial cells.”

The findings from their study will be published in the journal Nature Communications today (May 9, 2022). The paper describes how the team used a battery of analytical techniques including chromatography, mass spectroscopy, immunofluorescence, retroviral expression, and real-time quantitative PCR to confirm that PIP₂ plays a critical role in the determination of epithelial identity.

“We saw that epithelial cells lost their properties when PIP₂ was depleted from their cell membranes. On the other hand, osteosarcoma cells (which are cancerous, non-epithelial cells) gained epithelial cell-like properties when PIP₂ was produced in their plasma membranes,” says Dr. Nakamura, with a look of excitement. The group was also able to show that PIP₂ regulates these epithelial properties by recruiting Par3—a protein that guides vesicles intracellularly—to the plasma membrane. Once in the plasma membrane, Par3 facilitates the formation of adherens junctions (one of the cellular junctions discussed above) which anchor neighboring cells together. This partially prevents EMT, and hence, progression of cancer.

“So,” Dr. Nakamura explains, “In theory, PIP₂’s partial inhibition of EMT could halt cancer progression, making this phospholipid an attractive target molecule for anti-cancer treatment.”

TUS’ research has opened a new avenue for the development of anti-cancer drug development, possibly giving us a solution that will “stick.”

Reference: “Plasma membrane phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate is critical for determination of epithelial characteristics” 9 May 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30061-9

Funding: Takeda Science Foundation, Sumitomo Foundation, Terumo Life Science Foundation, Mochida Memorial 1 Foundation for Medical and Pharmaceutical Research, Ichiro Kanehara Foundation, Hamaguchi Foundation for the Advancement of Biochemistry