Rab - Oncoproteine e soppressori tumorali

Ruolo delle Rab nelle cellule

Le Rab possono comportarsi sia come oncoproteine sia come soppressori tumorali. Sono 70 isoforme specifiche in ciascun tessuto, quindi l’alterazione di una isoforme causa problemi solo a quel tessuto.

- Logica Oncogenica: se una Rab che trasporta recettori della crescita verso la membrana è sempre attiva, la cellula riceve segnali continui di divisione e di conseguenza avrà proliferazione incontrollata.

- Logica Tumor Suppressor: se una Rab ha il compito di indirizzare i recettori verso il lisosoma per spegnere il segnale, e questa Rab smette di funzionare, il segnale di crescita non si spegne mai.

- Rab25: fa entrambe le cose: in una cellula ovarica trasporta segnali pro-sopravvivenza (oncogene), in una cellula del colon potrebbe trasportare segnali di adesione che tengono la cellula ferma al suo posto evitando che diventi invasiva. Ad esempio, mTORC è il complesso di crescita, ma per funzionare deve essere trasportato dalle Rab1 in zone precise. Se le Rab sono troppo attive, mTORC1 è sempre trasportato e quindi è sempre attivo, di conseguenza si avrà la crescita incontrollata.

- Rab8 consente ai tumori di espandersi. Le cellule tumorali producono la proteina MT1-MMP, che quando si trova sulla membrana della cellula agisce come una trivella che taglia il collagene. Rab8 ha il ruolo di trasportare questa proteina verso la membrana, per cui se è sovraespressa o resta sempre attiva (a causa di mutazioni) trasporta eccessivamente MT1-MMP, consentendo alla cellula tumorale di espandersi anche in altri organi.

Funzioni del TGN

Dopo che le proteine sono state approvate dal Reticolo Endoplasmatico, arrivano all'Apparato del Golgi, che è fatto a strati di cisterne.

La stazione finale di questo apparato si chiama TGN (Trans-Golgi Network). Il TGN è il centro di smistamento della cellula, poiché indirizza le vescicole verso la destinazione finale:

• Andare verso la membrana cellulare per essere secreta continuamente (via costitutiva).

• Andare in vescicole che aspettano un segnale per uscire (via regolata, es. i neurotrasmettitori o l'insulina).

• Andare verso gli endosomi o i lisosomi (mannosio 6-fosfato).

Il TGN è come un crocevia «ad alto rischio», perché ci sono molteplici destinazioni possibili. Se avviene un errore logistico qui, una proteina destinata a distruggere i rifiuti (enzima lisosomiale) potrebbe finire per sbaglio fuori dalla cellula, oppure una proteina destinata alla membrana potrebbe finire distrutta in un lisosoma. Per evitare errori il TGN utilizza un sistema che sfrutta segnali di smistamento, come una specifica sequenza di amminoacidi oppure uno zucchero particolare che le è stato attaccato nel Golgi. Sulla membrana del TGN ci sono dei recettori specifici che riconoscono con precisione il segnale, e indirizzano le varie proteine verso la loro destinazione attraverso specifiche vescicole.

Modalità di secrezione del TGN

La secrezione di vescicole da parte del TGN può seguire due modalità:

1) Via Costitutiva: serve per fornire continuamente nuovi lipidi e proteine alla membrana plasmatica o per secernere sostanze di base nello spazio extracellulare. La secrezione di queste vescicole non è regolata, avviene e basta.

2) Via Regolata: è tipica delle cellule "specializzate", come i neuroni. Le vescicole si formano e si accumulano sotto la membrana, ma non escono finché non arriva uno stimolo specifico (es. un impulso nervoso). In queste vescicole avviene il "processing", cioè mentre aspettano il segnale per uscire, le proteine al loro interno vengono spesso modificate o tagliate per assumere la loro forma definitiva e attiva. Per entrambe le vie lo step finale è la fusione ed avviene col “Tethering” dove la vescicola riconosciuta tramite la Rab specifica tocca il bersaglio. Dopodiché c’è il “docking” con cui la vescicola viene ancorata saldamente vicino al bersaglio tramite le SNARE. Infine c’è la fusione dove le due membrane si fondono fisicamente, permettendo al contenuto di uscire. La fusione è consentita dalle t-SNARE (sul bersaglio) e le v-SNARE (sulla vescicola). Le 2 SNARE si attorcigliano tra loro come una cerniera lampo, forzando le due membrane a fondersi.

Polarizzazione delle cellule epiteliali

Le cellule epiteliali sono definite polarizzate poiché hanno due domini ben distinti:

- Dominio apicale: la parte superiore che si affaccia verso l’intestino.

-Dominio basolaterale: la parte inferiore e laterale che poggia sulla base del tessuto ed è in contatto col sangue. I due domini sono separati dalle giunzioni strette che non consente il passaggio alle molecole da un dominio ad un altro. Per questo, le molecole per passare da un dominio ad un altro seguono il processo di transcitosi, cioè vengono endocitate da un dominio, trasportate attraverso il citoplasma ed esercitate nell’altro dominio.

In questa situazione, il TGN ha un ruolo ancora più complicato, poiché deve anche scegliere verso quale dominio secernere le vescicole.

- Dominio basolaterale: le proteine indirizzate verso questo dominio hanno una sequenza segnale C terminale o una sequenza transmembrana.

- Dominio apicale: le proteine indirizzate verso questo dominio possono avere varie etichette, come zuccheri, dominio transmembrana o ancoraggio al GPI.