Adhesión celular

Las uniones adherentes funcionan principalmente para mantener la forma de los tejidos y mantener unidas las células. En las uniones adherentes, las cadherinas clásicas entre células vecinas interactúan a través de sus dominios extracelulares. Las cadherinas clásicas comparten una región conservada sensible al calcio en sus dominios extracelulares. ^{[ 10 ]} Cuando esta región entra en contacto con iones Ca ²⁺ , los dominios extracelulares de las cadherinas cambian de la conformación flexible inactiva a una conformación más rígida para experimentar la unión homofílica. ^{[ 11 ]} Los dominios intracelulares de las cadherinas clásicas también están altamente conservados, ya que se unen a proteínas llamadas cateninas formando complejos catenina-cadherina, que unen las cadherinas clásicas a los filamentos de actina . ^{[ 10 ]} Esta asociación con los filamentos de actina es esencial para que las uniones adherentes estabilicen la adhesión célula-célula. Las interacciones con los filamentos de actina también pueden promover la agrupación de cadherinas, involucradas en el ensamblaje de las uniones adherentes, ya que los cúmulos de cadherina promueven la polimerización de los filamentos de actina que a su vez ensamblan las uniones adherentes al unirse a los complejos cadherina-catenina que se forman en la unión. ^{[ 11 ]}

Los desmosomas son estructuralmente similares a las uniones adherentes, pero están compuestos de diferentes componentes. En lugar de las cadherinas clásicas, las cadherinas no clásicas, como las desmogleínas y las desmocolinas, actúan como moléculas de adhesión y se unen a filamentos intermedios en lugar de filamentos de actina. ^{[ 12 ]} No hay catenina presente en los desmosomas, ya que los dominios intracelulares de las cadherinas desmosómicas interactúan con las proteínas de la placa desmosómica, que forman las gruesas placas citoplasmáticas en los desmosomas y unen las cadherinas a los filamentos intermedios. ^{[ 13 ]} Los desmosomas proporcionan fuerza y ​​resistencia al estrés mecánico al descargar fuerzas sobre los filamentos intermedios flexibles pero resistentes, algo que no puede ocurrir con los filamentos de actina rígidos. ^{[ 12 ]} Esto hace que los desmosomas sean importantes en tejidos que experimentan altos niveles de estrés mecánico, como el músculo cardíaco y el tejido epitelial , y explica por qué aparecen con frecuencia en este tipo de tejidos.

Las uniones estrechas están presentes normalmente en los tejidos epiteliales y endoteliales , donde sellan espacios y regulan el transporte paracelular de solutos y fluidos extracelulares en estos tejidos que funcionan como barreras. ^{[ 14 ]} La unión estrecha está formada por proteínas transmembrana, incluidas las claudinas , las ocludinas y las tricelulinas, que se unen estrechamente entre sí en membranas adyacentes de manera homofílica. ^{[ 1 ]} De manera similar a las uniones de anclaje, los dominios intracelulares de estas proteínas de la unión estrecha se unen a proteínas de andamiaje que mantienen estas proteínas en grupos y las conectan a los filamentos de actina para mantener la estructura de la unión estrecha. ^{[ 15 ]} Las claudinas, esenciales para la formación de las uniones estrechas, forman poros paracelulares que permiten el paso selectivo de iones específicos a través de las uniones estrechas, haciendo que la barrera sea selectivamente permeable. ^{[ 14 ]}

Las uniones comunicantes están compuestas por canales llamados conexones , que consisten en proteínas transmembrana llamadas conexinas agrupadas en grupos de seis. ^{[ 16 ]} Los conexones de células adyacentes forman canales continuos cuando entran en contacto y se alinean entre sí. Estos canales permiten el transporte de iones y moléculas pequeñas entre el citoplasma de dos células adyacentes, además de mantener las células unidas y proporcionar estabilidad estructural como las uniones de anclaje o uniones estrechas. ^{[ 1 ]} Los canales de las uniones comunicantes son selectivamente permeables a iones específicos dependiendo de las conexinas que forman los conexones, lo que permite que las uniones comunicantes participen en la señalización celular regulando la transferencia de moléculas involucradas en cascadas de señalización . ^{[ 17 ]} Los canales pueden responder a muchos estímulos diferentes y se regulan dinámicamente ya sea por mecanismos rápidos, como la activación por voltaje , o por mecanismos lentos, como la alteración del número de canales presentes en las uniones comunicantes. ^{[ 16 ]}

Las selectinas son una familia de CAM especializadas involucradas en la adhesión transitoria célula-célula que ocurre en el sistema circulatorio. Principalmente median el movimiento de los glóbulos blancos (leucocitos) en el torrente sanguíneo al permitir que los glóbulos blancos "rueden" sobre las células endoteliales a través de uniones reversibles de selectinas. ^{[ 18 ]} Las selectinas experimentan uniones heterofílicas, ya que su dominio extracelular se une a carbohidratos en células adyacentes en lugar de a otras selectinas, mientras que también requieren iones Ca ^{2+ para funcionar, al igual que las cadherinas. [ 1 ]} La adhesión célula-célula de los leucocitos a las células endoteliales es importante para las respuestas inmunitarias , ya que los leucocitos pueden viajar a sitios de infección o lesión a través de este mecanismo. ^{[ 19 ]} En estos sitios, las integrinas en los glóbulos blancos rodantes se activan y se unen firmemente a las células endoteliales locales, lo que permite que los leucocitos detengan su migración y atraviesen la barrera endotelial. ^{[ 19 ]}

La superfamilia de inmunoglobulinas (IgSF) es una de las superfamilias de proteínas más grandes del cuerpo y contiene muchas moléculas de adhesión celular (CAM) diversas involucradas en diferentes funciones. Estas proteínas transmembrana tienen uno o más dominios similares a inmunoglobulinas en sus dominios extracelulares y se unen de forma independiente del calcio a ligandos en células adyacentes. ^{[ 20 ]} Algunas CAM de IgSF, como las moléculas de adhesión celular neural (NCAM), pueden realizar una unión homofílica, mientras que otras, como las moléculas de adhesión celular intercelular (ICAM) o las moléculas de adhesión celular vascular (VCAM), se unen de forma heterofílica a moléculas como carbohidratos o integrinas. ^{[ 21 ]} Tanto las ICAM como las VCAM se expresan en las células endoteliales vasculares e interactúan con las integrinas de los leucocitos para facilitar la adhesión de estos últimos y su movimiento a través de la barrera endotelial. ^{[ 21 ]}

En los hemidesmosomas , las integrinas se unen a las proteínas de la matriz extracelular llamadas lamininas en la lámina basal , que es la matriz extracelular secretada por las células epiteliales. ^{[ 1 ]} Las integrinas unen la matriz extracelular a los filamentos intermedios de queratina , que interactúan con el dominio intracelular de las integrinas a través de proteínas adaptadoras como las plectinas y BP230. ^{[ 24 ]} Los hemidesmosomas son importantes para mantener la estabilidad estructural de las células epiteliales al anclarlas indirectamente a través de la matriz extracelular.

En las adhesiones focales , las integrinas unen las fibronectinas , un componente de la matriz extracelular, a los filamentos de actina dentro de las células. ^{[ 23 ]} Las proteínas adaptadoras, como las talinas , las vinculinas , las α-actininas y las filaminas , forman un complejo en el dominio intracelular de las integrinas y se unen a los filamentos de actina. ^{[ 25 ]} Este complejo multiproteico que une las integrinas a los filamentos de actina es importante para el ensamblaje de complejos de señalización que actúan como señales para el crecimiento y la motilidad celular. ^{[ 25 ]}