Um novo estudo de pesquisadores do Karolinska Institutet mostra que a atividade local da molécula sinalizadora Rac1 controla os ciclos de saliências e retrações microscópicas da membrana celular. A célula usa esses ciclos para sentir seus arredores, o que, entre outras coisas, afeta a capacidade da célula de se mover. A compreensão dos mecanismos celulares e moleculares que controlam os movimentos celulares pode nos ajudar a desenvolver melhores diagnósticos e tratamento de várias doenças, como o câncer.
Para sentir seus arredores, as células usam ciclos nos quais protuberâncias celulares microscópicas são formadas e retraídas. A capacidade das células de sentir seus arredores é importante, entre outras coisas, para a absorção de nutrientes, mas também para a capacidade da célula de se mover em uma determinada direção. A capacidade da célula de se mover é crucial para o desenvolvimento embrionário e reparo tecidual, e em muitos estados de doença, como quando as células cancerígenas se espalham (metástases), bem como na inflamação e na fibrose. Ao compreender os mecanismos celulares e moleculares que controlam o movimento celular, podemos desenvolver melhores diagnósticos e tratamentos para câncer e outras doenças.

"É a atividade local da molécula sinalizadora Rac1 que paradoxalmente controla tanto a protrusão quanto a retração das membranas celulares microscópicas, alternando entre um estado ativo e inativo em diferentes partes do ciclo", diz o professor Staffan Strömblad, que junto com seu grupo do Departamento de Biociências e Nutrição, Karolinska Institutet, é responsável pelo estudo. "Também pela primeira vez conseguimos mostrar que Rac1 controla as forças mecânicas entre a célula e sua superfície de fixação."

Ao estudar células vivas com microscopia confocal de alta resolução, eles foram capazes de medir a atividade de Rac1 localmente nas células ao longo do tempo com a ajuda de um biossensor fluorescente. Ao mesmo tempo, eles mediram as forças de tração que as células exercem em suas superfícies de fixação com "microscopia de força de tração". Com a ajuda de um laser no microscópio, eles também conseguiram ativar ou bloquear a atividade de Rac1 localmente nas células usando a chamada sonda optogenética. Depois disso, os efeitos foram medidos localmente nas membranas das células ao longo do tempo com a ajuda de análise avançada de imagens e processamento estatístico.

O próximo passo para o grupo será ver no mapa de nível molecular como Rac1 pode controlar tanto a protrusão quanto a retração das membranas celulares locais e como Rac1 controla a maquinaria de geração de energia da célula.