O papel de Maspina na regulação do citoesqueleto de células epiteliais
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42134/tde-15042025-122130/ |
Resumo: | A homeostase epitelial é mantida por uma rede composta pelos três principais componentes do citoesqueleto associados a uma série de proteínas acessórias. Em células epiteliais, essa rede é principalmente conectada aos diferentes tipos de adesões celulares através de proteínas adaptadoras e moléculas de adesão. Essa organização possibilita regular a coesão e tensão entre as diferentes células que compõem o tecido epitelial. O citoesqueleto possui papel fundamental nessa rede, visto que controla a morfologia celular e contribui para processos básicos como a adesão, migração, divisão celular, entre outros. Compreender quais proteínas compõem esta complexa rede e como ela é regulada é de fundamental importância, uma vez que desvios na sua função contribuem para doenças como o câncer. A proteína Maspina pertence à família das serpinas e foi inicialmente caracterizada como uma supressora tumoral em células epiteliais. Maspina regula processos como adesão, migração, invasão, transcrição gênica, estresse oxidativo e apoptose. Apesar de alguns de seus ligantes serem conhecidos, os mecanismos moleculares pelos quais a proteína atua permanecem incertos. Neste trabalho, investigou-se o papel de Maspina na regulação dos microfilamentos e microtúbulos de células epiteliais. Para isso, combinamos - ensaios de purificação por afinidade seguido de análise proteômica, análise in silico de interações proteína-proteína, ensaios de reconstituição in vitro e avaliação da localização in situ da proteína - para confirmar que Maspina interage com o citoesqueleto de células epiteliais. Em seguida, analisamos o papel funcional da proteína sobre o citoesqueleto por imunofluorescência e microscopia time-lapse em clones de células epiteliais nocaute para Maspina. Os resultados obtidos demonstraram que esta é responsável pela regulação espacial do citoesqueleto durante a intérfase e na mitose. Para entender como Maspina regula molecularmente esses efeitos, avaliamos a sua atuação sobre os microtúbulos nas células e in vitro, o que resultou na observação de que a proteína regula negativamente o crescimento dos microtúbulos. Em paralelo, dados compilados na literatura mostraram que Maspina intracelular também interage com moléculas de adesão. Na ausência de Maspina, as células epiteliais progridem para um estado intermediário na transição epitélio-mesenquimal, como confirmado por alterações morfológicas, no citoesqueleto e por marcadores mesenquimais. Em conjunto, esses dados sugerem que Maspina seja responsável pela manutenção da homeostase epitelial a partir de sua interação com os sítios de adesão e com o citoesqueleto, atuando como uma molécula adaptadora. Uma melhor caracterização dos mecanismos moleculares envolvendo esta proteína, como este trabalho mostrou, pode contribuir para a elucidação do seu papel no contexto tumoral e, por consequência, para o desenvolvimento de novas estratégias de intervenção farmacológica no câncer. |
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O papel de Maspina na regulação do citoesqueleto de células epiteliaisThe role of Maspin in the regulation of the cytoskeleton of epithelial cellsactinactinacitoesqueletocytoskeletonepithelial-mesenchymal transitionMaspinMaspinatransição epitélio-mesenquimaltubulintubulinaA homeostase epitelial é mantida por uma rede composta pelos três principais componentes do citoesqueleto associados a uma série de proteínas acessórias. Em células epiteliais, essa rede é principalmente conectada aos diferentes tipos de adesões celulares através de proteínas adaptadoras e moléculas de adesão. Essa organização possibilita regular a coesão e tensão entre as diferentes células que compõem o tecido epitelial. O citoesqueleto possui papel fundamental nessa rede, visto que controla a morfologia celular e contribui para processos básicos como a adesão, migração, divisão celular, entre outros. Compreender quais proteínas compõem esta complexa rede e como ela é regulada é de fundamental importância, uma vez que desvios na sua função contribuem para doenças como o câncer. A proteína Maspina pertence à família das serpinas e foi inicialmente caracterizada como uma supressora tumoral em células epiteliais. Maspina regula processos como adesão, migração, invasão, transcrição gênica, estresse oxidativo e apoptose. Apesar de alguns de seus ligantes serem conhecidos, os mecanismos moleculares pelos quais a proteína atua permanecem incertos. Neste trabalho, investigou-se o papel de Maspina na regulação dos microfilamentos e microtúbulos de células epiteliais. Para isso, combinamos - ensaios de purificação por afinidade seguido de análise proteômica, análise in silico de interações proteína-proteína, ensaios de reconstituição in vitro e avaliação da localização in situ da proteína - para confirmar que Maspina interage com o citoesqueleto de células epiteliais. Em seguida, analisamos o papel funcional da proteína sobre o citoesqueleto por imunofluorescência e microscopia time-lapse em clones de células epiteliais nocaute para Maspina. Os resultados obtidos demonstraram que esta é responsável pela regulação espacial do citoesqueleto durante a intérfase e na mitose. Para entender como Maspina regula molecularmente esses efeitos, avaliamos a sua atuação sobre os microtúbulos nas células e in vitro, o que resultou na observação de que a proteína regula negativamente o crescimento dos microtúbulos. Em paralelo, dados compilados na literatura mostraram que Maspina intracelular também interage com moléculas de adesão. Na ausência de Maspina, as células epiteliais progridem para um estado intermediário na transição epitélio-mesenquimal, como confirmado por alterações morfológicas, no citoesqueleto e por marcadores mesenquimais. Em conjunto, esses dados sugerem que Maspina seja responsável pela manutenção da homeostase epitelial a partir de sua interação com os sítios de adesão e com o citoesqueleto, atuando como uma molécula adaptadora. Uma melhor caracterização dos mecanismos moleculares envolvendo esta proteína, como este trabalho mostrou, pode contribuir para a elucidação do seu papel no contexto tumoral e, por consequência, para o desenvolvimento de novas estratégias de intervenção farmacológica no câncer.The epithelial homeostasis is maintained by a network of major cytoskeleton components, which are linked by several accessory proteins. In epithelial cells, this network is connected to different types of cellular adhesions through protein adaptors. This allows to regulate the cohesion and tension among different cells that are part of the epithelial tissue. The cytoskeleton displays pivotal role in this network, as it controls cell morphology and contribute to basic cellular processes such as adhesion, migration, cell division, among others. Understanding which proteins are components of this complex network and how it is regulated are of utmost importance, as its malfunctioning contributes to diseases such as cancer. The protein Maspin belongs to the serpin family and was initially characterized as a tumor suppressor in epithelial cells. Maspin regulates processes such as adhesion, migration, invasion, gene transcription, oxidative stress and apoptosis. Although some of its ligands are known, the molecular mechanisms underlying maspin functions remain elusive. In this study, we investigated the role of Maspin in the regulation of actin cytoskeleton and microtubules of epithelial cells. To this end, we combined - affinity purification coupled to mass spectrometry, in silico prediction of protein-protein interactions, in vitro reconstitution assays and in situ analysis of protein subcellular localization - to confirm that Maspin interacts with the cytoskeleton. We further analyzed its functional role on the cytoskeleton by immunofluorescence and time lapse microscopy using Maspin knock-out epithelial cells. These data indicated that Maspin is responsible for spatially organizing the cytoskeleton. To better understand how Maspin molecularly regulates these effects, we determined its role towards microtubules in vitro and in cells, which led to the conclusion that Maspin negatively regulates microtubule growth. In parallel, compiled data indicated that intracellular Maspin also interacts with adhesion molecules. In the absence of Maspin, epithelial cells undergo an intermediate epithelial-mesenchymal transition state, as confirmed by morphological and cytoskeleton changes, and by mesenchymal markers. Collectively, these data demonstrate that Maspin acts at the intersection of adhesion sites and the cytoskeleton as a molecular adaptor. A better characterization of the molecular mechanisms involving Maspin, as shown here, may contribute to clarify its functions in the tumor context, and thus to develop novel strategies of pharmacological intervention in cancer.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCella, NathalieSilva, Luiz Eduardo da2024-11-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42134/tde-15042025-122130/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-16T18:48:02Zoai:teses.usp.br:tde-15042025-122130Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-16T18:48:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A homeostase epitelial é mantida por uma rede composta pelos três principais componentes do citoesqueleto associados a uma série de proteínas acessórias. Em células epiteliais, essa rede é principalmente conectada aos diferentes tipos de adesões celulares através de proteínas adaptadoras e moléculas de adesão. Essa organização possibilita regular a coesão e tensão entre as diferentes células que compõem o tecido epitelial. O citoesqueleto possui papel fundamental nessa rede, visto que controla a morfologia celular e contribui para processos básicos como a adesão, migração, divisão celular, entre outros. Compreender quais proteínas compõem esta complexa rede e como ela é regulada é de fundamental importância, uma vez que desvios na sua função contribuem para doenças como o câncer. A proteína Maspina pertence à família das serpinas e foi inicialmente caracterizada como uma supressora tumoral em células epiteliais. Maspina regula processos como adesão, migração, invasão, transcrição gênica, estresse oxidativo e apoptose. Apesar de alguns de seus ligantes serem conhecidos, os mecanismos moleculares pelos quais a proteína atua permanecem incertos. Neste trabalho, investigou-se o papel de Maspina na regulação dos microfilamentos e microtúbulos de células epiteliais. Para isso, combinamos - ensaios de purificação por afinidade seguido de análise proteômica, análise in silico de interações proteína-proteína, ensaios de reconstituição in vitro e avaliação da localização in situ da proteína - para confirmar que Maspina interage com o citoesqueleto de células epiteliais. Em seguida, analisamos o papel funcional da proteína sobre o citoesqueleto por imunofluorescência e microscopia time-lapse em clones de células epiteliais nocaute para Maspina. Os resultados obtidos demonstraram que esta é responsável pela regulação espacial do citoesqueleto durante a intérfase e na mitose. Para entender como Maspina regula molecularmente esses efeitos, avaliamos a sua atuação sobre os microtúbulos nas células e in vitro, o que resultou na observação de que a proteína regula negativamente o crescimento dos microtúbulos. Em paralelo, dados compilados na literatura mostraram que Maspina intracelular também interage com moléculas de adesão. Na ausência de Maspina, as células epiteliais progridem para um estado intermediário na transição epitélio-mesenquimal, como confirmado por alterações morfológicas, no citoesqueleto e por marcadores mesenquimais. Em conjunto, esses dados sugerem que Maspina seja responsável pela manutenção da homeostase epitelial a partir de sua interação com os sítios de adesão e com o citoesqueleto, atuando como uma molécula adaptadora. Uma melhor caracterização dos mecanismos moleculares envolvendo esta proteína, como este trabalho mostrou, pode contribuir para a elucidação do seu papel no contexto tumoral e, por consequência, para o desenvolvimento de novas estratégias de intervenção farmacológica no câncer. |
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