La matrice extracellulare (MEC) è una rete organizzata di materiali extracellulari presente nelle vicinanze della membrana plasmatica in molti tipi di cellule animali. Può giocare un ruolo chiave nel determinare la forma e le attività di una cellula.
Componenti della Matrice Extracellulare
La MEC è composta da diversi elementi, tra cui:
- Collagene: Proteine fibrose appartenenti esclusivamente alla matrice extracellulare, costituenti il 25% delle proteine totali. Sono caratterizzate da un'alta resistenza alla trazione.
- Proteoglicani: Complessi proteico-polisaccaridici formati da una proteina centrale alla quale sono legate covalentemente catene di glicosamminoglicani (GAG). Formano un gel poroso e idratato che resiste alla compressione.
- Fibronectina: Formata da due catene polipeptidiche simili, unite da legami disolfuro.
- Laminina: Una famiglia di glicoproteine extracellulari con tre differenti catene polipeptidiche legate da ponti disolfuro, organizzate a formare una molecola a forma di croce.
La Laminina: Una Glicoproteina Adesiva Fondamentale
Le laminine sono glicoproteine adesive molto voluminose e rappresentano la componente più abbondante di tutte le lamine basali. Queste glicoproteine presentano diversi domini, uno dei quali interagisce con le integrine (proteine della superficie cellulare), un altro con le fibre collagene e un altro con i proteoglicani, garantendo così alla cellula la possibilità di aderire alla matrice extracellulare.
La laminina è composta da tre grosse catene polipeptidiche: A, B1 e B2. Le catene B si avvolgono attorno alla catena A, formando una struttura a forma di croce con un braccio lungo e tre braccia corte. Tutte e tre le catene sono legate da ponti disolfuro e per ciascuna di esse sono state trovate diverse isoforme, leggermente differenti. Le laminine sono lunghe quanto lo spessore della lamina basale.
La laminina è localizzata quasi esclusivamente nelle membrane basali e possiede siti di interazione per l’eparan solfato, il collagene IV, l’entactina e per la superficie cellulare. Inoltre, in vitro, le molecole di laminina, mediante interazioni tra le estremità dei bracci della croce, si assemblano tra loro formando una trama simile al feltro.
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Funzioni della Laminina
Le laminine influenzano le capacità di migrazione, crescita e differenziazione di una cellula. Svolgono funzioni principalmente adesive, favorendo il congiungimento delle cellule epiteliali con la lamina basale. Tutte le diverse isoforme di laminina hanno in comune la struttura tridimensionale a forma di croce asimmetrica, con domini multipli responsabili delle loro complesse interazioni con gli altri costituenti della lamina basale e con i recettori cellulari.
La laminina e le altre componenti della lamina basale hanno un ruolo decisivo durante lo sviluppo embrionale. Infatti, durante gli stadi embrionali a quattro e otto cellule, la laminina, insieme alle altre componenti, contribuisce all’adesione delle cellule in una struttura sferica. Inoltre, durante lo sviluppo del sistema nervoso, i neuroni migrano lungo i percorsi formati dalla matrice extracellulare, contenenti anche laminina.
Il Ruolo della Proteina "La" nell'Osteoclastogenesi
Nel rimodellamento osseo, gli osteoclasti (OC), cellule giganti multinucleate che originano dalla fusione di precursori monocitari (pOC), svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento della struttura e della funzionalità del tessuto osseo. Whitlock e coautori hanno identificato un ruolo chiave della proteina “La” nella fusione dei pOC.
La proteina “La”, conosciuta anche come LARP3 (cancer-associated RNA-binding protein La) e codificata dal gene SSB, è espressa ad elevati livelli e in modo ubiquitario da tutte le cellule. È nota per il suo ruolo di RNA-binding nel nucleo e di proteina-chaperone nel citoplasma. In seguito ad alcuni tagli proteolitici, tale proteina può perdere l’intera sequenza amminoacidica a partire dalla posizione 376 che ne determina la localizzazione nucleo/citoplasmatica, e localizzarsi sulla superficie cellulare.
Valutando i cambiamenti di espressione genica durante il differenziamento da monociti a OC maturi, gli autori identificano modulazioni drastiche dell’espressione della proteina La durante il differenziamento degli osteoclasti. Essi osservano come essa non sia espressa nel passaggio da monociti a pOC (monociti trattati solo con il fattore di crescita delle colonie monocitarie, M-CSF) mentre, tramite spettrometria di massa, la riscontrano negli osteoclasti maturi. Inoltre, oltre a tali variazioni dell’espressione durante il processo di osteoclastogenesi, gli autori evidenziano anche alterazioni della struttura e localizzazione della proteina.
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Gli autori ipotizzano quindi che il ruolo di “La” nella fusione degli OC sia separata dalla sua funzione “canonica” del metabolismo dell’RNA, e suggeriscono una diversa funzione di questa proteina a seconda della sua localizzazione. Per comprendere il coinvolgimento di “La” in patologie ossee, gli autori hanno utilizzato un modello murino di displasia fibrosa (FD), patologia caratterizzata da un incremento dell’osteoclastogenesi.
Il lavoro pubblicato su Nature Communications, dimostra come “La” possa essere considerata una nuova molecola coinvolta nel differenziamento ma è da approfondire il ruolo nel riassorbimento osseo. Il meccanismo di azione descritto identifica una funzione associata alla struttura e alla localizzazione “non canonica” della proteina “La”.
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