Rola żelsoliny w rozwoju czerniaka

Fot. Michał Łepecki

Komórki ludzkiego ciała, aby zachować swój kształt i zdolność do przemieszczania się, muszą ściśle kontrolować swój cytoszkielet. Trzy główne systemy, które budują szkielet komórki to: mikrofilamenty, filamenty pośrednie i mikrotubule. Mikrofilamenty są polimerami aktyny, która, aby spełniać liczne funkcje w komórce, występuje w dwóch stanach – monomerycznym i spolimeryzowanym. Wiele białek reguluje polimeryzację i depolimeryzację aktyny, wśród nich znajduje się żelsolina (GSN), która jak się okazuje oddziałuje także z innymi białkami. Co ważniejsze, GSN jest zaangażowana w proces nowotworzenia, chociaż nadal istnieją rozbieżności w postrzeganiu jej roli w tym procesie. W ramach projektu chcemy określić, jaka jest rola GSN w progresji czerniaka, niebezpiecznego nowotworu wywodzącego się z komórek pigmentowych.

Pomimo że GSN jest kodowana przez jeden gen, istnieją co najmniej trzy jej formy (izoformy). GSN a jest wydzielana przez komórki, a GSN b – zlokalizowana w cytoplazmie. Lokalizacja GSN c do niedawna nie była znana. Jednak dzięki naszym badaniom wiemy już, że GSN c jest zlokalizowana wewnątrzkomórkowo. Wiedzę tę zdobyliśmy dzięki uzyskanym przez nas klonom komórkowym. Stosując technikę CRISPR/Cas9(D10A), zniszczyliśmy gen kodujący GSN w jednej z linii komórkowych czerniaka. W ten sposób uzyskaliśmy komórki, które nie produkują żelsoliny. Następnie osobno wprowadziliśmy do tych komórek sekwencje DNA kodujące poszczególne izoformy GSN. Tak więc teraz dysponujemy szeregiem klonów produkujących tylko jedną izoformę GSN. Mając takie klony, sprawdzimy wpływ każdej izoformy GSN na komórki czerniaka pod względem potencjału migracyjnego, zdolności do adhezji czy tempa proliferacji.

Fot. Michał Łepecki

Nie skupiamy się tylko na znaczeniu różnych izoform GSN w komórkach czerniaka. Podczas realizacji poprzedniego grantu finansowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej odkryliśmy, że GSN wchodzi w interakcję z nie-integrynowym receptorem lamininy (LamR) w komórkach czerniaka. LamR jest składnikiem rybosomu, ale bardziej interesujący jest fakt, że białko to bierze udział w adhezji komórek do lamininy, białka macierzy pozakomórkowej (ECM). Wiadomo, że LamR wiąże się na zewnętrznej stronie błony komórkowej do lamininy, jednocześnie wzmacniając oddziaływanie pomiędzy lamininą i integrynami, które są głównymi receptorami lamininy. Planujemy sprawdzić m.in. czy GSN bezpośrednio lub pośrednio oddziałuje z LamR. W tym celu pracujemy aktualnie nad uzyskaniem rekombinowanych izoform GSN i LamR, aby móc sprawdzić w probówce np. która izoforma GSN oddziałuje z LamR.

Innym białkiem, które może tworzyć kompleksy z GSN, jest kinaza zależna od integryn (ILK). Wiemy to z naszych wstępnych eksperymentów. ILK podobnie jak LamR wiąże się z transmembranowymi integrynami, a zatem odgrywa ważną rolę w adhezji komórek. Jednak inaczej niż LamR ILK oddziałuje z integrynami w obrębie błony komórkowej wewnątrz komórki. Tutaj także planujemy wyprodukować rekombinowaną ILK, aby sprawdzić, czy GSN i ILK mogą ze sobą bezpośrednio oddziaływać.

Nie pracujemy tylko na ludzkich komórkach czerniaka. Dzięki funduszom z grantu mogliśmy zakupić sprzęt niezbędny do pracy na kurzych zarodkach. To bardzo dobry model do naszych celów, ponieważ melanocyty (komórki pigmentowe) powstają w ten sam sposób zarówno u ptaków, jak i ssaków. Wyniki poprzedniego grantu pokazują, że poziom GSN jest wysoki w komórkach i tkankach wychodzących z komórek grzebienia nerwowego, z których powstają m.in. komórki pigmentowe. Skupiamy się nie tylko na rozwoju melanocytów, badamy również inne pochodne grzebienia nerwowego. Dotychczas uzyskane przez nas wyniki pokazują, że GSN i ILK są obecne w włóknach nerwowych wydłużających się ze zwojów korzeni grzbietowych nerwów rdzeniowych, podczas gdy LamR nie. Ta obserwacja jest bardzo intrygująca. Być może będziemy w stanie zaobserwować rozbieżności we wzajemnych oddziaływaniach trzech badanych przez nas białek pomiędzy prawidłowymi komórkami podczas rozwoju zarodkowego a komórkami nowotworowymi.

Odpowiedzi na pytania, jakie sobie postawiliśmy w ramach tego projektu, mogą w przyszłości doprowadzić do opracowania nowych strategii w leczeniu czerniaka. Należy tutaj wspomnieć, że ogromna część projektu jest realizowana przez dwie utalentowane doktorantki - Ewę Mazurkiewicz oraz Ewę Mrówczyńską.

dr hab. Antonina Mazur

Fot. Michał Łepecki

Po ukończeniu biotechnologii na Uniwersytecie Wrocławskim w 2003 r. wyjechała do Niemiec, gdzie ukończyła studia doktoranckie w 2008 r. pod kierunkiem prof. Hans’a-Georg’a Mannherz’a z Wydziału Medycznego Uniwersytetu Ruhry w Bochum (Niemcy). Po dwuletnim pobycie na stażu podoktorskim w tym samym laboratorium wróciła do Wrocławia w 2010 r. W 2011 r. została laureatką programu HOMING Plus Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Oprócz aktualnie realizowanego grantu SONATA BIS, w ramach którego kieruje grupą młodych naukowców. Jest również kierownikiem projektu OPUS przyznawanego jej przez NCN.

Data publikacji: 18.11.2019