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O padrão de adesão célula-célula induzido em queratinócitos pode ser explicado apenas pela fome e forte adesão, descobriram pesquisadores da Universidade de Hokkaido.
As impressões digitais são um dos exemplos mais reconhecidos de formação de padrões por células epiteliais. As células primárias no epitélio são os ceratinócitos, e eles são conhecidos por formar padrões nos níveis microscópico e macroscópico. Embora fatores que afetam essa formação de padrões tenham sido relatados, os mecanismos exatos subjacentes ao processo ainda não são totalmente compreendidos.
Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo Professor Associado Ken Natsuga da Faculdade de Medicina da Universidade de Hokkaido, revelou que a adesão célula-célula governa a formação de padrões em queratinócitos. Suas descobertas foram publicadas no periódico Aliança de Ciências da Vida.
“Neste estudo, usamos uma linhagem de células de queratinócitos imortalizada, chamada HaCaT, que retém todas as propriedades dos queratinócitos normais”, explicou Natsuga. “Para garantir que nossas descobertas fossem precisas, estabelecemos culturas de células únicas dessa linhagem de células.”
A equipe observou a formação de padrões tanto na linhagem celular heterogênea original quanto em culturas derivadas de células únicas. Durante a cultura, os queratinócitos se moveram aleatoriamente e formaram espontaneamente regiões de alta e baixa densidade, levando à formação de padrões.
A formação do padrão foi marcadamente influenciada pela fome. Quando o meio de cultura foi renovado, os padrões foram obscurecidos, mas reapareceram conforme os nutrientes no meio de cultura foram consumidos pelos queratinócitos.
A equipe então examinou a expressão gênica nos queratinócitos, o que revelou que proteínas de adesão celular e proteínas de diferenciação de queratinócitos foram reguladas positivamente em regiões de alta densidade. “Como a adesão celular é necessária para o desenvolvimento de regiões de alta densidade celular, nós investigamos especificamente a expressão de moléculas de junção de aderência (AJ), como E-caderina e actina”, elaborou Natsuga. “Descobrimos que essas moléculas estavam localizadas nas junções intercelulares de regiões de alta densidade.”
Os autores então usaram um modelo matemático para confirmar que, sob densidade e estresse espacialmente uniformes, a forte adesão celular leva à formação de padrões de densidade. Eles também foram capazes de demonstrar que os padrões de queratinócitos influenciam a proliferação e diferenciação celular, e que a privação de soro influencia a estratificação epidérmica (um tipo de diferenciação) em células da pele de camundongos.
“Nosso estudo apresenta um modelo novo e robusto de padronização induzida por adesão célula-célula (CAIP)”, conclui Natsuga. “Aprofundamos nossa percepção mecanicista sobre a organização celular e suas consequências para decisões de destino celular e estratificação epitelial.” A equipe demonstrou que a adesão célula-célula epitelial é essencial e suficiente para a padronização. O trabalho futuro se concentrará em adicionar mais variáveis ao modelo para entender outros processos que ocorrem simultaneamente durante o desenvolvimento.
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