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A pesquisa mostra como as pestanas e o exocyst contribuem à produção extracelular da vesícula

Embora a pestana seja sabida aos cientistas por mais de 100 anos, é somente recentemente que estêve reconhecido para jogar papéis importantes na fisiologia. Virtualmente cada pilha tem uma pestana preliminar que funcione aos sentidos fluxo fluido, transmita sinais químicos a outras pilhas e controle o crescimento da pilha. Os defeitos na função das pestanas conduzem a uma classe de doenças chamadas os ciliopathies, que incluem a doença renal polycystic, a discinesia ciliary preliminar e a síndrome de Bardet-Biedl.

As vesículas extracelulares (EVs), portadores do membrana-limite com cargas complexas que incluem proteínas, lipidos e ácidos nucleicos, função em uma comunicação celular interurbana, mas como as pestanas contribuem à produção de EV eram previamente obscuras à comunidade científica. A nova obra dos pesquisadores na universidade de South Carolina médica (MUSC), publicada em linha o 6 de novembro pelo jornal da química biológica, mostra que as pestanas preliminares geram aproximadamente 60% do EVs pequeno produzido por pilhas renais do tubule e que a manipulação do comprimento da pestana afecta a produção de EVs. Além disso, o índice de proteína de EVs é muito diferente segundo o comprimento das pestanas.

Por muitos anos, o pensamento EVs dos povos representou um sistema do triturador - uma maneira para que a pilha obtenha livrado das coisas que não precisou. Mas eu penso que é consideravelmente claro que (50-150nm) EVs pequeno representa um dos mecanismos principais da sinalização da pilha. Esta é a primeira demonstração real nas pilhas mamíferas que os ectosomes, EVs produziram por pestanas preliminares ao contrário dos exosomes, que são EVs que é similar em tamanho mas forma nos corpos multivesicular da pilha, é tão proeminente.”

Joshua H. Lipschutz, M.D., Arthur V. Williams Cadeira e director da divisão de Nephology em MUSC

Um dos componentes-chave do ciliogenesis - o processo de gerar uma pestana - é o exocyst, um complexo da oito-proteína que seja conservado altamente e seja descoberto primeiramente no fermento. Os trabalhos anteriores mostraram essa perda do componente complexo 5 do exocyst (EXOC5), uma das oito proteínas que não compo o exocyst, as causas muito curtos ou a nenhuma pestana a ser produzida. Inversamente, a expressão aumentada de EXOC5 faz com que as pestanas alonguem.

Em seu trabalho actual, Lipschutz e os colegas tomaram a estes dados uma etapa mais adicional e examinaram a contribuição do exocyst à produção de EV. Compararam três grupos de pilhas: pilhas normais do rim, pilhas do rim que perderam EXOC5 e pilhas do rim que fazem mais EXOC5 do que o normal. Todos os três destes grupos eram significativamente diferentes de um outro. As pilhas que EXOC5 perdido teve pestanas muito curtos ou ausentes e também produziu menos EVs. Por outro lado, as pilhas que fizeram mais EXOC5 tiveram umas pestanas mais longas e produzeas significativamente mais EVs. A análise do índice de proteína do EVs que foram feitas sob estas várias circunstâncias mostrou diferenças dramáticas, que sugere que a capacidade para estes EVs sinalizar a outras pilhas seja diferente em cada circunstância.

Os pesquisadores expandiram então seu trabalho. Geraram as pilhas que tinham perdido a expressão da proteína de transporte intraflagellar 88 (IFT88), uma proteína do rim que fosse exigida igualmente para a formação apropriada da pestana. Estas pilhas mostraram outra vez uma redução na produção de EV como aquele considerado sob circunstâncias onde EXOC5 foi reduzido. Finalmente, os pesquisadores fizeram um rato com o EXOC5 esgotado especificamente em pilhas proximal do rim do tubule e mostraram que EVs se isolou da urina destes ratos teve um índice de proteína diferente do que o EVs de ratos normais, com as muitas das mesmas mudanças observadas nas linha celular.

“A coisa emocionante e surpreendente é que tão muitos do EVs pequeno parecem ser ectosomes porque as pestanas compo apenas 0,2% da membrana de pilha contudo são um dos motoristas principais da produção de EV,” dizem Lipschutz.

Em resumo, Lipschutz e os colegas ligaram a presença e o comprimento de pestanas preliminares mamíferas à produção de EV. A perda de EXOC5 ou de IFT88 conduziu a umas pestanas mais curtos que produzissem menos EVs, quando a presença de mais EXOC5 conduziu a umas pestanas mais longas que produzissem mais EVs. Importante, as proteínas que foram encontradas nos estes vário EVs eram muito diferentes. Isto tem implicações importantes para uma comunicação intercellular que não seja limitada ao rim.

“Estes ectosomes estão não somente na urina, mas são igualmente prováveis no sangue e podem jogar um papel na biologia de muitos sistemas, incluindo o cancro,” diz Lipschutz.

Porque a maioria de pilhas têm uma pestana preliminar, os defeitos nas pestanas podem afectar muitos tipos diferentes do tecido. No futuro, Lipschutz planeia trabalhar com outros pesquisadores em MUSC para examinar EVs em outros tecidos com pestanas danificadas, incluindo tecidos do olho e do coração.

“Estes organelles, que 20 anos há de povos escreviam eram conservações evolucionárias, como o apêndice dos organelles, são não somente mechano- e chemosensors mas são envolvidos igualmente em fazer uma parte significativa do EVs que são envolvidos centralmente na sinalização da pilha,” dizem Lipschutz. “Eu penso que nós estamos encontrando cada vez mais coisas que as pestanas, que contêm entre 500 e 1000 proteínas, fazem e como importante eles é.”

Source:
Journal reference:

Zuo, X., et al. (2019) Primary cilia and the exocyst are linked to urinary extracellular vesicle production and content. Journal of Biological Chemistry. doi.org/10.1074/jbc.RA119.009297.