A deficiência de SPECC1L resulta em aumento da estabilidade da junção aderente e redução da delaminação das células da crista neural craniana

Scientific Reports volume 6, Artigo número: 17735 (2016) Citar este artigo

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As células da crista neural craniana (CNCCs) delaminam-se das dobras neurais embrionárias e migram para os arcos faríngeos, que dão origem à maioria das estruturas médio-faciais. A disfunção do CNCC desempenha um papel proeminente na etiologia das fissuras orofaciais, uma malformação congênita frequente. Mutações heterozigotas em SPECC1L foram identificadas em pacientes com fissuras atípicas e sindrômicas. Aqui, relatamos que em células cultivadas com SPECC1L knockdown, a coloração dos componentes canônicos da junção aderente (AJ), β-catenina e E-caderina, foi aumentada e as micrografias eletrônicas revelaram uma difusão apico-basal de AJs. Para entender o papel do SPECC1L na morfogênese craniofacial, geramos um modelo de camundongo com deficiência de Specc1l. Mutantes homozigotos eram letais embrionários e apresentavam fechamento prejudicado do tubo neural e delaminação do CNCC. A coloração das proteínas AJ foi aumentada nas dobras neurais mutantes. Este defeito de AJ é consistente com a delaminação CNCC prejudicada, o que requer a dissolução de AJ. Além disso, a sinalização PI3K-AKT foi reduzida e a apoptose aumentou em mutantes Specc1l. In vitro, a inibição moderada da sinalização PI3K-AKT em células do tipo selvagem foi suficiente para causar alterações no AJ. É importante ressaltar que as alterações de AJ induzidas pelo knockdown de SPECC1L foram resgatadas pela ativação da via PI3K-AKT. Juntos, esses dados indicam o SPECC1L como um novo modulador da sinalização PI3K-AKT e da biologia AJ, necessário para o fechamento do tubo neural e a delaminação do CNCC.

As células da crista neural craniana (CNCCs) são especificadas no neuroectoderma dorsal e delaminam do neuroepitélio das dobras neurais em desenvolvimento através de um processo que envolve a transição epitelial-mesenquimal (EMT) . Os CNCCs epiteliais pré-migratórios quebram suas junções célula-célula e tornam-se CNCCs mesenquimais migratórios, que povoam o primeiro e o segundo arcos faríngeos e dão origem à maior parte da cartilagem craniofacial. Assim, os genes que modulam a função do CNCC são frequentemente perturbados na etiologia das malformações congênitas craniofaciais, como as fissuras orofaciais3,4,5,6,7, que estão entre as malformações congênitas mais frequentes, afetando 1/800 nascimentos somente nos EUA8.

A delaminação do CNCC ocorre simultaneamente com o fechamento anterior do tubo neural entre os dias embrionários do camundongo 8,5 e 9,5. Muitos camundongos mutantes de genes associados a fissuras orofaciais também manifestam alguma forma de defeitos do tubo neural, incluindo Irf69,10, Ghrl310, Cfl111 e Pdgfrα12. No entanto, os processos de fechamento do tubo neural e de delaminação do CNCC podem ser considerados independentes, uma vez que o mutante de camundongo Splotch (Pax3) apresenta defeitos de fechamento do tubo neural sem qualquer efeito na delaminação ou migração do CNCC . Modelos adicionais de camundongos com defeitos na delaminação do CNCC e no fechamento do tubo neural ajudarão a delinear as bases moleculares compartilhadas desses dois processos.

A delaminação dos CNCCs do epitélio neural requer a dissolução das junções aderentes (AJs), compostas por um complexo proteico, contendo E-caderina, β-catenina, α-E-catenina e α-actinina, entre outros, amarrados a filamentos de actina2. Estudos em que a E-caderina é superexpressa nas dobras neurais mostram delaminação reduzida ou retardada de CNCCs. Por outro lado, a regulação negativa da E-caderina resulta em delaminação precoce . Muitos fatores que medeiam a EMT durante a delaminação do CNCC são fatores de transcrição (AP2α, Id2, FOXD3, SNAIL, TWIST, SOX10) e proteínas de remodelação da matriz extracelular (ECM), como metaloproteases de matriz (MMPs), no entanto, reguladores diretos do citoesqueleto de AJs do CNCC não são ainda conhecido. Sabe-se que a via PI3K-AKT antagoniza os níveis de E-caderina, principalmente em estudos de câncer. Estudos recentes mostram que a perda da sinalização PI3K-AKT baseada em PDGFα murino leva a malformações craniofaciais, incluindo fenda palatina e defeitos do tubo neural . No entanto, uma ligação entre a via PI3K-AKT e a estabilidade do AJ na delaminação do CNCC não é clara.