Extracellulaire matrix en celadhesiemoleculen

De ECM in planten is voornamelijk cellulose en omringt elke cel. Samen met water draagt het bij aan de totale stijfheid van de plant. Het vermogen van een boom om tot grote hoogte te groeien en zijn stijfheid te behouden, is gedeeltelijk te danken aan de cellulose-ECM van de celwanden samen met andere biochemicaliën, waaronder lignine en extensines.

Een minder gemakkelijk waarneembare vorm van ECM is gevonden in gewervelde dieren in drie hoofdvormen

  1. Bindweefsel – dit bevat veel ECM en slechts een paar cellen.
  2. Basale lamina – dit kan worden beschouwd als de ECM van epitheliaal cellen maar gevormd tot een taaie laag die veel collageenvezels en laminine bevat en waarop de cellen van het epitheel ‘zitten’. Heel weinig ECM omringt elke individuele cel en ze zijn op verschillende manieren met elkaar verbonden.
  3. Pericellulaire matrix – Op een paar uitzonderingen na zijn alle cellen tot op zekere hoogte omgeven door extracellulaire celmatrix. Het is dit materiaal dat niet alleen mechanische ondersteuning geeft door cellen aan elkaar te binden, maar met de glycocalyx zorgt het voor een biochemische barrière rond de cel, een dockingfaciliteit voor import en export van en naar de cel, en een medium waardoor chemische signalering kan plaatsvinden. Recent werk geeft aan dat ECM-suikermoleculen een belangrijke rol kunnen spelen in de kankerbiologie.

Celadhesiemoleculen (CAM’s)
Er bestaan maar heel weinig cellen die geïsoleerd werken. De meeste cellen bestaan als systeem of samenleving. CAM’s helpen de samenleving intact te houden door verschillende graden en soorten hechting te bieden. Onderzoek wijst uit dat CAM’s, net als ECM, betrokken zijn bij celsignalering. CAM’s zijn zeer geschikt om dit werk uit te voeren, aangezien sommige ervan het plasmamembraan doorkruisen en een route naar de cel verschaffen. De adhesieve aard van de moleculen zorgt ook voor een ‘plakkerig oppervlak’ en sommige van deze ‘vangen’ onbedoeld RNA-virussen, zoals die welke verkoudheid veroorzaken.

Cell ‘Do It Yourself’ (DIY) – kleefstoffen en knooppunten
Net als bij sommige doe-het-zelflijmen (doe-het-zelf), zijn CAM’s beter in het plakken van sommige materialen, maar ze kunnen ook worden gebruikt om andere te verbinden.
Er zijn vier hoofdfamilies van CAM’s (soorten kleefstoffen) en deze worden in verschillende situaties gebruikt:

  1. Degenen die betrokken zijn bij cel-cel-verbindingen zijn voornamelijk moleculen uit de familie die cadherines wordt genoemd en zijn afhankelijk van de aanwezigheid van calciumionen om te functioneren (denk aan Ca-adhesie). Deze moleculen zijn transmembraanglycoproteïnen en verbinden het cytoskelet van de ene cel met het cytoskelet van een andere.
  2. Degenen die betrokken zijn bij cel-naar-matrix-verbindingen behoren tot een grote familie van CAM’s die integrinen worden genoemd (denk aan integrinen die cellen helpen bij het integreren) .
    Integrinen worden ook aangetroffen als ‘ankerplaten’ in focale adhesie en hemidesmosoom-type juncties.
    Transmembrane proteoglycanen zijn ook betrokken bij adhesie aan ECM en de koppeling met het cytoskelet.
  3. De immunoglobulinesuper familie bevatten speciale adhesiemoleculen die in het zenuwstelsel worden gebruikt.
  4. De selectines zijn speciale CAM’s die binden aan koolhydraten op het celoppervlak en betrokken zijn bij mechanismen voor ontstekingsreactie.

voor lijmen
Net zoals er verschillende soorten celkleefmoleculen zijn, zijn er ook verschillende soorten verbindingen of knooppunten. Er zijn twee belangrijke:

1) Tight junctions – deze laten moleculen niet toe om van cel naar cel te gaan, maar ze trekken de wanden van de twee cellen heel dicht bij elkaar.

2 ) Gap junctions – deze verbinden twee cellen samen met een cluster van fijne buisjes. Gap junctions zorgen ervoor dat kleine moleculen, tot een molecuulgewicht van 1200, van de ene cel naar de andere kunnen gaan. Op deze manier geven cellen chemicaliën door aan een naburige cel in nood. Een voorbeeld van ‘The Society of Cells’ aan het werk.

  • Afbeelding van menselijke epitheelcellen met cadherine groen gekleurd en kernblauw. Het groen-kleurende cadherine is zeer wijdverspreid tussen deze cellen. Daarom lijkt het erop dat het plasmamembraan groen gekleurd is.

    (met dank aan Louise Cramer, Laboratory for Molecular Cell Biology & Celbiologie-eenheid, University College London , VK en Vania Braga, Imperial College London, VK)

CAM’s en kanker – een toepassing in het echte leven
‘Cut’ en ‘Pasta’ zijn cruciale opdrachten bij sommige kankers.

ECM en CAM’s zijn bij veel aandoeningen betrokken. Bij bepaalde soorten kanker kunnen CAM’s betrokken zijn bij de verspreiding van kankercellen van een primaire naar een secundaire plaats. Op de primaire plaats gaat cel-cel-adhesie verloren. Cellen worden ‘losgesneden’ en weggevoerd naar een tweede locatie. Hier wordt celadhesie verhoogd en wordt de cel op zijn nieuwe locatie ‘geplakt’. De cel deelt zich en met een betere hechting blijft hij zitten en ontwikkelt zich een secundaire kanker. (Dit is een eenvoudige beschrijving, maar het principe is correct).
Het is duidelijk dat het vermogen om ‘knip’ en ‘plak’-commando’s in het’ kankergroei’-programma ‘te begrijpen en te controleren, ons zou kunnen helpen begrijpen hoe secundaire kankers zich ontwikkelen.

Samenvatting

  • ECM en CAM’s zijn opgenomen in ‘het uitpakken van de cel’ omdat deze biologische materialen nauw verbonden zijn met bijna alle cellen. Ze bieden cruciale tweewegcommunicatieverbindingen van de cel naar de omgeving en van de ene cel naar de andere. Ze zijn ook verantwoordelijk voor veel van de fysieke ondersteuning die cellen in staat stelt om als een groep en als weefsel te fungeren.
  • De moleculaire celbiologie van extracellulaire matrix (ECM) en bijbehorende cel adhesiemoleculen (CAM’s) blijkt een zeer opwindend ontdekkingsgebied te zijn met verschillende interessante verbanden met ziekten en aandoeningen bij dieren, waaronder enkele kankers. In tegenstelling tot een kruiswoordpuzzelmatrix, met aanwijzingen die uit verschillende richtingen komen, levert onderzoek naar ECM en CAM’s verrassende resultaten op. Verwacht wordt dat onderzoek op dit gebied zal aantonen dat ECM en CAM’s niet alleen een grote invloed hebben op het leven en de dood van een cel, maar ook op de cel als lid van de samenleving van cellen; de cel in een sociale context.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *