Adesão celular
A adesão celular é o processo pelo qual as células interagem e se ligam às células vizinhas por meio de moléculas especializadas da superfície celular. Esse processo pode ocorrer por meio do contato direto entre as superfícies das células, como as junções celulares, ou por meio da interação indireta, em que as células se ligam à matriz extracelular circundante, uma estrutura semelhante a um gel que contém moléculas liberadas pelas células nos espaços entre elas. A adesão celular ocorre a partir das interações entre as moléculas de adesão celular (CAMs), proteínas transmembrana localizadas na superfície celular. A adesão celular liga as células de diferentes maneiras e pode estar envolvida na transdução de sinais para que as células detectem e respondam a mudanças no ambiente. Outros processos celulares regulados pela adesão celular incluem a migração celular e o desenvolvimento de tecidos em organismos multicelulares. Alterações na adesão celular podem interromper processos celulares importantes e levar a uma série de doenças, incluindo câncer e artrite. A adesão celular também é essencial para que organismos infecciosos, como bactérias ou vírus, causem doenças.
As CAMs são classificadas em quatro famílias principais: integrinas, superfamília de imunoglobulina (Ig), caderinas e selectinas. As caderinas e as IgSF são CAMs homofílicas, pois se ligam diretamente ao mesmo tipo de CAMs em outra célula, enquanto as integrinas e as selectinas são CAMs heterofílicas que se ligam a diferentes tipos de CAMs. Cada uma dessas moléculas de adesão tem uma função diferente e reconhece diferentes ligantes. Os defeitos na adesão celular geralmente são atribuídos a defeitos na expressão de CAMs. Em organismos multicelulares, as ligações entre as CAMs permitem que as células adiram umas às outras e criam estruturas chamadas junções celulares. De acordo com suas funções, as junções celulares podem ser classificadas como: Alternativamente, as junções celulares podem ser categorizadas em dois tipos principais, de acordo com o que interage com a célula: junções célula-célula, mediadas principalmente por caderinas, e junções célula-matriz, mediadas principalmente por integrinas.
Junções célula-célula
As junções célula-célula podem ocorrer de diferentes formas. Nas junções de ancoragem entre as células, como as junções aderentes e os desmossomos, as principais CAMs presentes são as caderinas. Essa família de CAMs são proteínas de membrana que medeiam a adesão célula-célula por meio de seus domínios extracelulares e requerem íons Ca2+ extracelulares para funcionar corretamente. As caderinas formam ligações homofílicas entre si, o que faz com que células de um tipo semelhante se unam e pode levar à adesão seletiva de células, permitindo que as células dos vertebrados se agrupem em tecidos organizados. As caderinas são essenciais para a adesão célula-célula e a sinalização celular em animais multicelulares e podem ser divididas em dois tipos: caderinas clássicas e caderinas não clássicas.
Junções célula-matriz
As células criam a matriz extracelular liberando moléculas no espaço extracelular circundante. As células têm CAMs específicos que se ligam a moléculas na matriz extracelular e vinculam a matriz ao citoesqueleto intracelular. A matriz extracelular pode atuar como suporte ao organizar as células em tecidos e também pode estar envolvida na sinalização celular ao ativar vias intracelulares quando se liga aos CAMs. As junções célula-matriz são mediadas principalmente por integrinas, que também se agrupam como caderinas para formar aderências firmes. As integrinas são heterodímeros transmembrana formados por diferentes subunidades α e β, ambas com diferentes estruturas de domínio. As integrinas podem sinalizar em ambas as direções: sinalização de dentro para fora, sinais intracelulares que modificam os domínios intracelulares, podem regular a afinidade das integrinas para seus ligantes, enquanto a sinalização de fora para dentro, ligantes extracelulares que se ligam a domínios extracelulares, podem induzir mudanças conformacionais nas integrinas e iniciar cascatas de sinalização. Os domínios extracelulares das integrinas podem se ligar a diferentes ligantes por meio de ligação heterofílica, enquanto os domínios intracelulares podem ser ligados a filamentos intermediários, formando hemidesmossomos, ou a filamentos de actina, formando adsões focais.
Eucariotos
As células vegetais aderem intimamente umas às outras e são conectadas por meio de plasmodesmas, canais que atravessam as paredes das células vegetais e conectam os citoplasmas das células vegetais adjacentes. As moléculas que são nutrientes ou sinais necessários para o crescimento são transportadas, passiva ou seletivamente, entre as células vegetais por meio de plasmodesmas. Os protozoários expressam várias moléculas de adesão com diferentes especificidades que se ligam a carboidratos localizados nas superfícies de suas células hospedeiras. A adesão célula-célula é fundamental para que os protozoários patogênicos se fixem e entrem em suas células hospedeiras. Um exemplo de protozoário patogênico é o parasita da malária (Plasmodium falciparum), que usa uma molécula de adesão chamada proteína circumsporozoíta para se ligar às células do fígado e outra molécula de adesão chamada proteína de superfície merozoíta para se ligar às células vermelhas do sangue.
Procariotos
Os procariotos têm moléculas de adesão em sua superfície celular denominadas adesinas bacterianas, além de usar seus pili (fímbrias) e flagelos para a adesão celular. Os procariotos podem ter um único ou vários flagelos, localizados em um ou vários locais da superfície celular. Espécies patogênicas, como Escherichia coli e Vibrio cholerae, possuem flagelos para facilitar a adesão. As adesinas podem reconhecer uma variedade de ligantes presentes nas superfícies das células hospedeiras e também componentes da matriz extracelular. Essas moléculas também controlam a especificidade do hospedeiro e regulam o tropismo (interações específicas de tecido ou célula) por meio da interação com seus ligantes.
Vírus
Os vírus também têm moléculas de adesão necessárias para a ligação viral às células hospedeiras. Por exemplo, o vírus da gripe tem uma hemaglutinina em sua superfície que é necessária para o reconhecimento do açúcar ácido siálico nas moléculas da superfície da célula hospedeira. O HIV tem uma molécula de adesão denominada gp120 que se liga ao seu ligante CD4, que é expresso nos linfócitos. Os vírus também podem ter como alvo os componentes das junções celulares para entrar nas células hospedeiras, o que acontece quando o vírus da hepatite C tem como alvo as ocludinas e claudinas nas junções estreitas para entrar nas células do fígado.
A disfunção da adesão celular ocorre durante a metástase do câncer. A perda da adesão célula-célula em células tumorais metastáticas permite que elas escapem do local de origem e se espalhem pelo sistema circulatório. Um exemplo de CAMs desreguladas no câncer são as caderinas, que são inativadas por mutações genéticas ou por outras moléculas de sinalização oncogênica, permitindo que as células cancerosas migrem e sejam mais invasivas. Outros CAMs, como as selectinas e as integrinas, podem facilitar a metástase ao mediar as interações célula-célula entre as células tumorais metastáticas migratórias no sistema circulatório com as células endoteliais de outros tecidos distantes. Devido à ligação entre os CAMs e a metástase do câncer, essas moléculas podem ser alvos terapêuticos em potencial para o tratamento do câncer. Há também outras doenças genéticas humanas causadas por uma incapacidade de expressar moléculas de adesão específicas. Um exemplo é a deficiência de adesão leucocitária tipo I (LAD-I), em que a expressão da subunidade de integrina β2 é reduzida ou perdida. Isso leva à redução da expressão de heterodímeros de integrina β2, que são necessários para que os leucócitos se fixem firmemente à parede endotelial em locais de inflamação para combater infecções. Os leucócitos de pacientes com LAD-I não conseguem aderir às células endoteliais e os pacientes apresentam episódios graves de infecção que podem ser fatais.
