L’ABC cellulare del rilevamento della rigidità
Le cellule sono le unità strutturali e funzionali più piccole di qualsiasi organismo; la loro capacità di rilevamento permette loro di affrontare le condizioni dinamiche e di mantenersi in uno stato di salute normale. Il rilevamento aberrante della rigidità nelle cellule cancerose consente loro di crescere su matrici morbide, a differenza delle cellule normali che dipendono dalla rigidità della matrice extracellulare (ECM). Grazie al progetto RIGIDITY SENSING (Mechanisms of cellular rigidity sensing), i ricercatori hanno chiarito il modo in cui le cellule possono rilevare la rigidità dell’ECM, basandosi sullo studio delle adesioni cellule-ECM e della produzione della forza. Lo studio ha preso in considerazione fattori chiave che contribuiscono all’adesione, come le molecole di integrina transmembrana, ad es. RGD (Arg-Gly-Asp), nella fibronectina e la base molecolare della produzione di forza. Nei primi due anni, il progetto ha realizzato progressi considerevoli. Sono state esplorate diverse tecniche per la funzionalizzazione di nano-punti di oro per l’applicazione accurata di ligandi RGD che favoriscono l’adesione cellulare. Queste superfici nano-fabbricate sono necessarie per studiare l’attivazione delle proteine durante l’adesione cellula-ECM e comprendere il meccanismo di rilevamento della rigidità. A causa del successo limitato ottenuto con la passivazione di queste superfici mediante glicole polietilenico, i ricercatori stanno attualmente esplorando l’utilità dei bistrati di lipidi. Le ricerche sui meccanismi di produzione della forza basati su array di pilastri elastici di polidimetilsilossano (PDMS) si sono dimostrate più fruttuose. Hanno infatti permesso di studiare l’attivazione delle proteine nei pilastri PDMS durante la produzione della forza tramite la microscopia sulle cellule vive e l’analisi ad altissima risoluzione. Il team ha inoltre svolto esperimenti eseguendo il knock-down dell’espressione di proteine selezionate, per chiarirne il ruolo nella regolazione della forza e nel rilevamento della rigidità. I ricercatori sono riusciti a identificare fattori importanti che svolgono un ruolo nella rilevazione della rigidità dell’ECM. Il knock-down dell’espressione dell’α-actinina o della tropomiosina-1 ha influito sulla capacità della cellule di rilevare accuratamente la rigidità dell’ECM, con la conseguenza che le cellule epiteliali mammarie non trasformate hanno potuto crescere su superfici molto morbide. I tumori più aggressivi sono stati collegati a meccanismi di rilevamento aberranti e a livelli sottoregolati di tropomiosina-1. Oltre ad aumentare le conoscenze di base, i risultati del progetto potrebbero servire per sviluppare nuove strategie di trattamento anticancro personalizzate per i pazienti con bassi livelli di tropomiosina-1.
