Estudo das vias/mecanismos de internalização e tráfego intracelular da desintegrina e metaloprotease ADAM23

Abstract

Resumo: ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease) é uma família de proteínas transmembranas envolvidas em funções biológicas tais como: liberação de fatores de crescimento e citocinas, desenvolvimento da musculatura e fertilização. No sistema nervoso as ADAMs parecem ter papéis importantes no desenvolvimento, regulando proliferação, migração, diferenciação e sobrevivência de vários tipos celulares, bem como a regulação do crescimento axonal e mielinização. Para estudar a internalização de ADAM23, foi utilizado um ensaio de biotinilação de proteínas de superfície celular de neuroblastomas transientemente transfectados com ADAM23. Foi observado que ADAM23 foi constitutivamente internalizada e esteve relativamente estável em quantidade na membrana plasmática por 72h após o início da internalização. Após o início da internalização, ADAM23 co-localizou com ambos endossomos precoce e de reciclagem, parecendo ser rapidamente transportada de volta para a membrana pela via do Rab4 ou mais lentamente pela via do Rab11. A partir do ensaio com a marcação com anti-ADAM23, a ADAM23 pareceu ser rapidamente (menos de 1 h) e continuamente reciclada, considerando a rápida reciclagem vista através de Rab4. A reciclagem de ADAM23 através de ambos os endossomos de reciclagem rápida (Rab4) e lenta (Rab11) pode ter a ver com duração e estabilidade da quantidade de proteína ADAM23 na superfície celular. Além disso, foi vista co-localização da ADAM23 com endossomo precoce (EEA1) e com endossomo intermediário (Rab5). Foi observada também co-localização da ADAM23 com fagossomo Rab7 o pré-cursor da via lisossomal. Considerando o papel da ADAM23 no câncer e em doenças neurológicas como epilepsia, o potencial da sua atividade na membrana plasmática, especialmente interagindo com integrinas, LGIs e PrPc, sua localização na superfície celular, sua internalização e reciclagem provavelmente são mecanismos bem controlados. A regulação da expressão de ADAM23 na membrana, o processo de endocitose e a reciclagem da ADAM23 podem estar relacionados à severidade dessas condições clínicas e ser potenciais alvos terapêuticos. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo a descrição da via de internalização da ADAM23 e seu tráfego intracelular. Palavras-chave: ADAM23. Desintegrina metaloprotease. Endocitose. Internalização. Endossomo. Reciclagem. Degradação. Estabilidade.

Abstract: ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease) is a family of transmembrane proteins involved in a variety of biological functions such as: growth factors and cytokines secretion, muscular tissue development and fertilization. In nervous system, many ADAMs seem to have important roles during development, regulating proliferation, migration, differentiation and survival of various cell types, in addition to axonal growth and mielinization regulation. In order to study ADAM23 internalization, it was performed a biotynilation assay of plasma membrane proteins in transiently ADAM23 transfected neuroblastomas. It was observed that ADAM23 was constitutively internalized and that this protein quantity was relatively stable in plasma membrane 72h after the beginning of internalization. After the initiation of internalization, ADAM23 co-localized with both early and recycling endosomes, suggesting that ADAM23 might be quickly transported back to plasma membrana through Rab4 endosome or more slowly through endosome Rab11 pathway. Through anti-ADAM23 labeling assay, ADAM23 seemed to be rapidly (less than 1 hour) and continuously recycled, considering its co-localization with Rab4. ADAM23 recycling through rapid (Rab4) and slow (Rab11) recycling pathways might be related to ADAM23 duration and stability at cell surface. In addition, it was observed ADAM23 colocalization with early endosome (EEA1) and with intermediate endosome (Rab5). Interestingly, it was also seen ADAM23 colocalization with Rab7 phagosome, the lysosomal pathway precursor. Regarding ADAM23 role in cancer and in neurological diseases such as epilepsy, its potential of activity in plasma membrane, specially interacting with integrins, LGIs and PrPc, its location at cell surface, its internalization and recycling are probably wellcontrolled mechanisms. The regulation of ADAM23 expression at plasma membrane, the endocytosis process and recycling of ADAM23 might be related to clinical severity and be potential therapeutic targets. In this matter, the present work had as an objective the description of the internalization pathway and intracellular traffic of ADAM23. Keywords: ADAM23. Disintegrin Metalloprotease. Endocytosis. Internalization. Endosome. Recycling. Degradation.