Mecanismos de motilidad celular y metástasis tumoral
La migración celular, la citocinesis y el establecimiento y mantenimiento de la morfología celular son procesos fundamentales que requieren fuerza en todas las células eucariotas. La actina y la miosina II son componentes esenciales del citoesqueleto en los procesos contráctiles en células no musculares. Aunque se reconoce que la dinámica de los filamentos de miosina II está bajo un estricto control temporal y espacial, no se conocen los mecanismos que controlan el ensamblaje de los filamentos en eucariotas superiores. Estamos abordando específicamente cómo la modificación covalente y las interacciones no covalentes con nuevas proteínas reguladoras median la localización, organización y ensamblaje subcelular de la miosina II durante la motilidad quimiotáctica.
La fosforilación de la miosina II no muscular en la cadena pesada regula el ensamblaje de filamentos y se atribuye a varias quinasas. Más recientemente, demostramos que la fosforilación de la cadena pesada regula la motilidad quimiotáctica de las células tumorales. Además, los genes que codifican proteínas que modulan la vía reguladora de la miosina II están regulados positivamente en las células tumorales invasivas. En vista de estos hallazgos, estamos examinando las vías de señalización intermedias en las células tumorales que regulan la fosforilación de la cadena pesada y los efectos posteriores en la motilidad y la invasión. Estamos utilizando un enfoque interdisciplinario que combina la bioquímica y la biología estructural para definir las características físicas y químicas subyacentes a la regulación del ensamblaje de la miosina II por fosforilación, y técnicas moleculares y celulares acopladas con microscopía de fluorescencia para investigar cómo la fosforilación regula la dinámica de la miosina II in vivo.
También estamos estudiando S100A4, un miembro de la familia S100 de proteínas de unión a Ca2+ que está directamente implicada en la metástasis tumoral y regula la motilidad de las células tumorales al promover el estado monomérico, no ensamblado de la miosina-II. Por lo tanto, S100A4 es un objetivo excelente para investigar los mecanismos que controlan el ensamblaje/desensamblaje localizado de la miosina-II que son relevantes para la motilidad, el desarrollo y la metástasis. Estamos adoptando un enfoque global para analizar la función de S100A4; se están utilizando enfoques bioquímicos y estructurales para identificar los mecanismos por los cuales S100A4 regula el ensamblaje de la miosina-II, los estudios de imágenes intravitales evaluarán el impacto de la expresión de S100A4 en la metástasis en modelos animales vivos; y se ha desarrollado un ratón knock out para S100A4 para examinar la función de S100A4 en la fisiología normal.
Numerosos estudios indican que el S100A4 no es simplemente un marcador de la enfermedad metastásica, sino que tiene un papel directo en la progresión metastásica. Estas observaciones sugieren que el S100A4 es un objetivo excelente para la intervención terapéutica. Desarrollamos varios ensayos para identificar pequeñas moléculas que alteran la interacción del S100A4 con la miosina-IIA. Nuestros esfuerzos se centran ahora en obtener estructuras de rayos X de alta resolución del S100A4 unido a inhibidores de moléculas pequeñas para identificar los determinantes químicos y estructurales implicados en la inhibición del S100A4, y en análisis bioquímicos y basados en células para evaluar la selectividad y la potencia de los compuestos principales. Estos estudios proporcionarán la base bioquímica y estructural para el diseño de inhibidores del S100A4 de segunda generación.
Publicaciones representativas
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