Programa Científico

Homeostasis de tejidos y órganos

GRUPO DE INVESTIGACIÓN

Interacciones funcionales entre la tetraspanina CD9 y moléculas de adhesión celular

Carlos Cabañas

Las vesículas extracelulares desempeñan funciones clave en el desarrollo, la progresión y la metástasis de tumores en muchos tipos de cáncer. Los exosomas tumorales, que son muy abundantes en la ascitis maligna de pacientes con cáncer colorrectal (CCR) y de ovario (OvC), promueven la formación del nicho premetastásico y la metástasis peritoneal. Los mecanismos involucrados en este proceso incluyen la inducción de inmunosupresión y evasión inmune, la remodelación del estroma asociada con la generación de fibroblastos asociados al cáncer (CAF) y el reclutamiento e inducción de NET (trampas extracelulares de neutrófilos) en los neutrófilos. Para lograr estos efectos, los exosomas peritoneales deben interactuar con (y ser captados por) diferentes células diana inmunes y no inmunes, en las que inducen cambios fenotípicos y funcionales cruciales. Los efectos causados por los exosomas en sus células diana receptoras incluyen: (1) inmunosupresión por inducción de apoptosis en células dendríticas y T y/o inhibición de la activación en células T CD8+; (2) inducción de NETosis prometastásica en neutrófilos; (3) facilitación de la unión directa de las células cancerosas al mesotelio, que es el paso inicial crucial en la metástasis peritoneal; (4) inducción de reprogramación de MMT en fibroblastos asociados al cáncer (CAF) y/o apoptosis en células mesoteliales peritoneales (PMC); (6) transferencia de un fenotipo más agresivo/invasivo entre las células cancerosas. Aunque se ha establecido el efecto promotor de los exosomas en la metástasis peritoneal, el conocimiento sobre las moléculas específicas involucradas en esta plétora de interacciones entre los exosomas derivados de tumores y las células diana inmunes y no inmunes en el CCR y OvC es actualmente bastante escaso. El objetivo central de nuestro grupo es la identificación y caracterización funcional de los determinantes moleculares implicados en el acoplamiento y la captación de vesículas extracelulares derivadas de CRC y OvC por parte de las células diana.

Investigación

Las tetraspaninas son una familia de proteínas altamente conservadas que funcionan como moléculas organizadoras en las membranas biológicas y controlan funciones celulares fundamentales, incluyendo la adhesión, migración y proliferación. La tetraspanina CD9 se asocia específicamente en microdominios ricos en tetraspaninas (TEMs) con diferentes receptores de adhesión celular de las familias de inmunoglobulinas e integrinas. A través de estas interacciones CD9 ejerce importantes efectos reguladores sobre las moléculas de adhesión. Nuestro grupo ha descrito que CD9 se asocia directamente con la metaloproteinasa ADAM17 en la superficie de diferentes tipos celulares y ejerce un efecto inhibidor sobre su actividad de “shedding” de los ectodominios de una variedad de proteínas sustrato. Las interacciones entre la integrina α5β1 con ADAM17 pueden ocurrir en una configuración en “cis” (entre moléculas expresadas en la misma célula) o en “trans” (entre moléculas expresadas en diferentes células), siendo las interacciones en “trans” importantes en fenómenos de adhesión célula-célula. Es interesante que la interacción entre la integrina α5β1 y el dominio desintegrina de ADAM17 causa la inhibición tanto de la actividad adhesiva de la integrina como de la actividad metaloproteinasa de ADAM17, a través de impedimentos estéricos que conducen a una menor accesibilidad de los sustratos al sitio catalítico de ADAM17. De forma opuesta, los estímulos que promueven la disociación del complejo entre α5β1 y ADAM17 inducen la activación de la actividad “sheddasa” y de la adhesión celular mediada por la integrina. La expresión de CD9 en la superficie celular bloquea la adhesión mediada por la integrina α5β1 a sus ligandos Fibronectina y ADAM17. Los ensayos de ligación por proximidad (PLA: Proximity Ligation Assays) y de tipo bioquímico basados en inmunoprecipitación han mostrado que el mecanismo por el que CD9 inhibe la adhesión mediada por la integrina α5β1 a sus ligandos implica un reforzamiento de las interacciones en “cis” entre α5β1 y ADAM17 en la superficie celular, que ocurre sin cambios aparentes en la afinidad de la integrina, pero con evidentes cambios en la organización de las moléculas de integrina en la membrana plasmática.

Los exosomas son un tipo de vesículas extracelulares (EVs) de orígen endocítico que están implicadas en importantes funciones en la comunicación intercelular. Los exosomas son producidos y liberados por una amplia variedad de células en el organismo y transportan un contenido específico de lípidos, proteínas, miRNAs, mRNAs y DNA que a través de su unión y/o incorporación a células receptoras pueden desencadenar en estas una respuesta funcional y alterar su fenotipo. Las tetraspaninas se expresan muy abundantemente en la superficie de distintos tipos de EVs, incluídos los exosomas, y muchos grupos de investigación consideran a estas proteínas como los mejores marcadores de estas EVs. Nuestro grupo está actualmente investigando el papel de la tetraspanina CD9 como regulador de moléculas de adhesión y metaloproteinasas implicadas en los procesos de unión y/o incorporación de los exosomas en las células receptoras.

Miembros del grupo

Carlos Cabañas Gutiérrez

Lab.: 125 Ext.: 4513
ccabanas(at)cbm.csic.es

Irene Clares Pedrero

Lab.: 125 Ext.: 4513
irene.clares(at)cbm.csic.es

Almudena Rocha Mulero

Lab.: 125 Ext.: 4513
arocha(at)cbm.csic.es

Lara Álvarez Rodríguez

Lab.: 125 Ext.: 4531
lalvarez(at)cbm.csic.es

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