Estudio de la Función de Gαi2 sobre la Polaridad Celular y Dinámica de los Microtúbulos Durante la Migración Colectiva en Células de la Cresta Neural Craneal de Xenopus.

Resumen

La dinámica de los microtúbulos es esencial para la mantención de la polaridad celular durante la migración, ya que intervienen en el tráfico y destino de las proteínas requeridas para establecer una correcta polaridad antero-posterior. Sin embargo, cambios en la estabilidad de los microtúbulos podrían contribuir a la pérdida de esta polaridad, a la disrupción del desensamblaje de las adhesiones focales, a un cambio severo en el nivel de polimerización del citoesqueleto de actina, en resumen, afectar la migración celular colectiva. Análisis previos en nuestro laboratorio muestran que la proteína G heterotrimérica, específicamente Gαi2, regula la migración de las células de la Cresta Neural Craneal (CNC), ya que la pérdida de función de Gαi2 se traduce en la inhibición de la migración de estas células y deslocalización de proteínas de polaridad celular como Par3 y ζPKC, resultados que se apoyan con estudios de otros investigadores en células del sistema inmune, donde también la ausencia de Gαi2 inhibe la migración de los linfocitos T y macrófagos hacia los sitios de inflamación. Adicionalmente, también se ha reportado en C. elegans que Gαi controla la polaridad celular durante la división asimétrica, a través de la regulación de las fuerzas de los microtúbulos para orientar correctamente el huso mitótico. Por lo tanto, con el fin de indagar en el mecanismo funcional de la subunidad Gαi2 durante la migración celular, y con ello su posible contribución a regular los microtúbulos y la polaridad celular, en esta tesis se investigó el papel de la subunidad Gαi2 de la proteína G heterotrimérica en la CNC, una población embrionaria que migra extensivamente y colectivamente a lo largo del embrión con el fin de formar otros tejidos. Nuestros resultados muestran que Gαi2 se localiza en toda la célula, pero en la corteza celular se localiza cercana a la red de microtúbulos, posiblemente controlando la dinámica de éstos. La disminución de la expresión de Gαi2 a través de un morfolino específico, redujo fuertemente la despolimerización de los microtúbulos aumentando su estabilidad, afectando la polimerización del citoesqueleto de actina a través del aumento del tamaño de las protrusiones y el área de las adhesiones focales en el tiempo. También observamos un aumento en la actividad de Rac1 en el borde libre y en el contacto célula-célula, cambiando la localización de RhoA hacia el borde director, lo que en conclusión afecta la migración de la CNC. Este efecto pudo ser rescatado con bajas concentraciones de nocodazol como droga despolimerizante de los microtúbulos, y sólo parcialmente por inhibición de Rac1. Además, encontramos que Gαi2 interacciona con EB1, EB3, tubulina, α5-integrina y ζPKC, como se muestra por co-immunoprecipitación, lo que apoya el papel crítico de Gαi2 en la dinámica de los microtúbulos, el desensamblaje de las adhesiones focales y la polaridad celular. Por lo tanto, nuestros resultados nos permiten proponer a Gαi2 como un regulador maestro de la polaridad, morfología y dinámica de la adhesión célula-matriz, a través del control de la dinámica de los microtúbulos, y con ello, de la conversación cruzada entre los citoesqueletos de actina y tubulina, permitiendo de esta forma la correcta migración colectiva de las células de la CNC.