atualizado em 08/03/2005
Os
fatores de crescimento se associam com os elementos da matriz extracelular,
geralmente por ligações não-covalentes. Dependendo da organização espacial da
matriz e da distribuição dos radicais polares, os fatores podem ser seqüestrados
em estruturas macromoleculares que impedem a sua interação com os receptores
correspondentes, ou concentrados e apresentados na forma ativa aos receptores de
membrana. Estudos anteriores do nosso grupo mostram que os glicoconjugados
sulfatados associados com as membranas celulares ou fazendo parte da matriz
intercelular, e em particular os proteoglicanos contendo o heparan-sulfato,
possuem a capacidade particularmente elevada de interação funcional com os
fatores de crescimento. Proteoglicanos com heparan-sulfato são encontrados
principalmente como componentes de membranas celulares, enquanto os
proteoglicanos com dermatan-sulfato ou condroitin-sulfato estão em maior
proporção na matriz extracelular. A localização celular dos proteoglicanos com
heparan-sulfato sugere que estes compostos devem estar envolvidos na regulação
de eventos celulares, principalmente nos controles da adesão e proliferação
celular, como confirmado em ensaios biológicos anteriores. Os proteoglicanos com
heparan-sulfato constituem uma pequena porção dos proteoglicanos totais
extraídos do estroma hematopoiético. Entretanto, utilizando células conjuntivas
derivadas do estroma e mantidas em cultivo, é possível separar a fração celular
enriquecida em proteoglicanos da membrana. Essas moléculas serão caracterizadas
em termos do core protéico e da composição de cadeias sacarídicas. Esse estudo
está sendo desenvolvido em colaboração com o Professor Luiz Cláudio F. da Silva,
do Laboratório de Tecido Conjuntivo do Departamento de Química Biológica, ICB,
UFRJ.
Estudos
recentes no nosso grupo mostraram que a interação justácrina é necessária para a
estimulação da linfo-hematopoiese. As células do estroma produzem os fatores de
crescimento e estes são apresentados para as células alvo em associação com
cadeias de heparan-sulfato, presentes em proteoglicanas da membrana celular.
Estudos moleculares e ensaios biológicos mostraram que tanto os estromas que não
sustentam a hematopoiese quanto os que a sustentam produzem os fatores de
crescimento hematopoiéticos. E que a capacidade hematopoiética do estroma está
relacionada coma qualidade das cadeias de heparan-sulfato expostas em sua
superfície.
Surpreendentemente, estudos moleculares do GM-CSF mostraram que a interação
entre o heparan-sulfato e a citocina ocorre funcionalmente em condições
físico-químicas equivalentes a pH 4.2. Essas condições aparentemente
não-fisiológicas podem ser estabelecidas em ambiente fisiológico na presença de
vesículas fosfolipídicas contendo os lipídios polares. A continuação desse
estudo seguirá as linhas seguintes:
(a)
caracterização da composição fosfolipídica e esfingo-glicolipídica das membranas
de células dos estromas hematopoiéticos, e estudo da sua distribuição ao longo
das interfaces entre as células estromais e as células alvo;
(b) estudos da
interação entre as vesículas fosfolipídicas de composição variável, fatores de
crescimento e os receptores correspondentes, assim como do efeito biológico
sobre a proliferação e a diferenciação de células alvo;
(c)
caracterização das diferenças moleculares entre os heparan-sulfatos que
favorecem ou impedem a interação entre os fatores de crescimento associados com
os seu receptores;
Esse estudo
está sendo desenvolvido em colaboração com a professora Tatiana Coelho-Sampaio
que foi recentemente incorporada no departamento de Histologia e Embriologia,
ICB, UFRJ.
Os receptores
hematopoiéticos centrais, estudados no nosso grupo (GM-CSF, IL-3, IL-5),
interagem com receptores transmembrana heterodiméricos, compostos de uma cadeia
comum (beta), e de uma cadeia específica para cada um desses fatores (alfa). A
cadeia alfa pode ser produzida como uma proteína transmembrana, ou por
“splicing” alternativo do seu RNAm, sob a forma solúvel. Nesta, a cadeia alfa
pode funcionar como um ligante para a citocina correspondente, competindo com os
receptores transmembrana que participam da sinalização celular.
Resultados recentes nos
mostraram que a produção de formas solúveis está funcionalmente controlada em
dois níveis. No cérebro, a IL-5 é constitutivamente produzida, enquanto um
programa intrínseco do desenvolvimento modula a expressão da cadeia alfa do
receptor, controlando a capacidade de células do sistema nervoso a responder a
essa citocina. No nível sistêmico, a expressão é modulada via sistema imune: as
taxas da produção da IL-5 fazem parte da resposta imune de perfil Th2, associada
com um aumento da expressão da cadeia transmembrana (funcional). Três formas
novas de “splicing” das formas solúveis foram identificadas, sendo atualmente
seqüenciadas em colaboração com o Instituto Ludwig de São Paulo.
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