D’où les tissus corporels tirent-ils leur power ? La nouvelle recherche de l’Université du Colorado à Boulder fournit de nouveaux indices importants sur ce mystère de longue date, identifiant remark des protéines spécialisées appelées cadhérines unissent leurs forces pour que les cellules collent – et restent collées – ensemble.



Les résultats, publiés cette semaine dans les actes de la Nationwide Academy of Sciences, pourraient conduire à davantage de tissus artificiels et de médicaments antitumoraux in addition réalistes.

Les protéines cellulaires de style Velcro sont essentielles à la pressure des tissus

« Une meilleure compréhension de ces protéines permet de concevoir des tissus d’ingénierie furthermore efficaces qui imitent mieux les matériaux biologiques ainsi que des thérapies anticancéreuses furthermore efficaces et plus spécifiques aux cibles », a déclaré Connor Thompson, auteur principal et étudiant diplômé au Département de chimie et de biologie Ingénierie.



Par exemple: si un traitement contre le most cancers pouvait bloquer une conversation spécifique de ces protéines de cadhérine, il pourrait potentiellement ralentir la croissance tumorale en arrêtant ou en ralentissant la development de nouveaux vaisseaux sanguins dans les tumeurs, a déclaré Thompson.

Les protéines de cadhérine sont importantes dans notre corps car or truck elles facilitent la liaison et l’adhésion des cellules dans les tissus neuraux, cardiaques, placentaires et cutanés, entre autres, les aidant à maintenir leur fonction et leur forme.

Ces grandes protéines en forme de bâtonnets dans la membrane cellulaire assurent la médiation des informations entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Là où elles ressortent, elles peuvent se lier à d’autres protéines de cadhérine de la même cellule, ainsi qu’à celles d’autres cellules.

Ces protéines ont été découvertes pour la première fois il y a plus de 40 ans. Mais dans leurs travaux sur eux depuis, les scientifiques ont été perplexes par le fait que les liaisons individuelles entre ces protéines sont faibles.

« Il y a des questions majeures sans réponse sur la colle qui maintient ces cellules et tissus ensemble », a déclaré Daniel K. Schwartz, co-auteur de l’article et Glenn L. Murphy, professeur doté en génie chimique et biologique. « Il y a eu un manque de compréhension entre les interactions apparemment assez faibles entre les protéines et cette très forte adhérence que les cellules ont dans les tissus. »

Cette nouvelle recherche permet de combler le vide.

Comme le Velcro, selon l’étude, plus il y a de pièces collées, plus le lien est fort et plus il dure longtemps. Cette force amplifiée non seulement entre les protéines qui existent sur la même cellule, mais entre les protéines situées sur différentes cellules – créant des liaisons 30 fois moreover fortes que la somme de leurs forces individuelles. Et une fois que le lien commence, ces liens deviennent de moreover en furthermore forts.

Nouvelles méthodes de microscopie

Les protéines sont formées à partir d’une palette très limitée d’ingrédients, a déclaré Schwartz.

Contrairement aux fameuses « protéines de pointe » trouvées sur le virus qui bring about le COVID-19, les cadhérines se déplacent dans une membrane fluide, capables de se réorganiser et de s’associer pour se lier à d’autres protéines pour former des grappes et des grilles.

Dans les publications précédentes de Thompson sur les protéines de cadhérine, il a étudié le mouvement de ces protéines et remark elles interagissent et se lient les unes aux autres sur la même membrane cellulaire. Dans cette nouvelle recherche, il a finalement découvert comment ils se lient si fortement entre les différentes membranes cellulaires.

« Cela ressemble à une petite avancée, mais c’était en fait un énorme bond en avant, et cela l’obligeait à développer des méthodes entièrement nouvelles », a déclaré Schwartz. « Ces méthodes elles-mêmes peuvent finir par être l’un des additionally grands impacts qui ressortent de ce travail. »

Thompson a mené des expériences en utilisant la microscopie à molécule unique et le transfert d’énergie par résonance de Förster (FRET) dans les installations de microscopie optique avancée de BioFrontiers, a développé des méthodes entièrement nouvelles pour contrôler et étudier les interactions entre les protéines de la cadhérine et analysé les données volumineuses à l’aide de nouveaux algorithmes d’apprentissage automatique dans le cadre d’une collaboration, équipe multi-universitaire.

Avec cette technologie, Thompson pouvait simultanément voir les molécules se déplacer et quand elles se lieraient les unes aux autres – à quel place un changement de couleur se produisait. L’utilisation de mégadonnées a permis aux chercheurs d’examiner des dizaines de milliers d’interactions entre les molécules.

La character du monde au niveau moléculaire est que tout se heurte constamment à tout le reste, y compris les liaisons que les protéines de cadhérine ont formées, selon Schwartz.

« Mais lorsque les interactions sont très fortes, elles restent liées moreover longtemps », a déclaré Thompson.

Parmi les autres auteurs de cet posting, citons Vinh H. Vu du Département de biochimie et Deborah E. Leckband du Département de biochimie et du Département de génie chimique et biomoléculaire de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.