Inibição lateral

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A grade da audição: a organização ordenada das células ciliadas do ouvido. 
 
Em um artigo recente, dois grupos, da Universitat 
Pompeu Fabra e Universitat de Barcelona, utilizaram métodos 
experimentais e computacionais para investigar como a 
interação entre dois genes, Atoh1 e Notch, determina o destino 
das células ciliadas e sua organização espacial precisa. 
O trabalho mostra que a organização das células ciliadas 
gerada pelo Atoh1 é extraordinária e robusta. Com o auxílio da 
modelagem computacional, os autores propõem que esta 
organização é dependente da capacidade de Atoh1 em 
promover a sua própria expressão - sua autoativação - e na sua 
interação com Notch. Atoh1 comporta-se como um gene mestre que dirige o desenvolvimento das células 
ciliadas, no entanto, nem todas as células que expressam Atoh1 se diferenciam em células ciliadas. 
Este processo ocorre de forma que uma vez que 
uma célula decide se tornar uma célula ciliada, ela impede 
as células vizinhas de fazê-lo. Isso é chamado de "inibição 
lateral" e resulta em um padrão bidimensional do tipo 
grade, onde as células ciliadas se alternam com as 
chamadas células de suporte, e esta organização espacial é 
fundamental para a audição normal. Trabalhos anteriores 
demonstraram que esta inibição lateral é mediada pela 
sinalização da proteína Notch. Notch é uma proteína 
transmembrana, que dirige a sinalização quando interage 
com outras proteínas específicas - os ligantes de Notch - na membrana de células vizinhas. 
 
 
Este novo trabalho mostra que a interação entre dois ligantes de Notch, Delta1 e Jag1, resulta em um 
reforço complementar do padrão espacial. Este foi de algum modo inesperado, porque a função principal de 
Jag1 se opõe à de Delta1 e à inibição lateral em estágios iniciais do desenvolvimento no mesmo tecido. No 
entanto, a presença simultânea dos dois ligantes na presença de Atoh1 dirige a competição para a ligação à 
proteína Notch. 
Esta competição inverte o papel normal de Jag1 e resulta em um efeito cooperativo dos dois ligantes, 
que dirigem juntos a inibição lateral. Um dado importante é que esta cooperação depende de diferenças 
quantitativas na força da sinalização que resultam da interação de Notch com Delta1 ou com Jag1. Isso ilustra 
como diferenças quantitativas na ativação de uma determinada via de sinalização podem resultar em 
diferenças qualitativas na célula. O trabalho também mostra que a organização das células ciliadas gerado por 
Atoh1 é extraordinária e robusta e que isso depende da autoativação de Atoh1. A combinação de técnicas 
experimentais e de modelagem foi essencial para o sucesso do trabalho, enfatizando o poder das associações 
e a colaboração multidisciplinares para lidar com os problemas nas ciências da vida. 
A maioria dos defeitos na audição humana, como danos pelo 
som, tóxicos ou defeitos hereditários, é causada pela perda das células 
ciliadas. Ao contrário de outros vertebrados, como a galinha, as células 
ciliadas não se regeneram após os danos, em mamíferos. No entanto, 
alguns resultados recentes têm mostrado que o bloqueio da atividade 
da proteína Notch favorece a regeneração de células ciliadas em 
mamíferos. Muitos cientistas acreditam que decifrando os mecanismos 
de desenvolvimento que operam no embrião, será possível obter pistas 
para melhores estratégias de regeneração de tecidos. Os resultados 
encontrados no trabalho de Petrovic e colaboradores dão novos 
conhecimentos sobre a interação entre Atoh1, Notch e seus ligantes, 
que podem ajudar a entender como as células ciliadas podem se regenerar em padrões ordenados e, 
consequentemente, restaurar a função adequada. 
Referência: 
 "Ligand dependent Notch signaling strength orchestrates lateral induction and lateral inhibition in the 
developing inner ear." By Jelena Petrovic, Pau Formosa-Jordan, Juan Camilo Luna-Escalante, Gina Abelló, 
Marta Ibañes, Joana Neves and Fernando Giraldez. 
 
Fonte: Traduzido de Universitat Pompeu Fabra - Department of Experimental and Health Sciences. 
http://www.upf.edu/cexs/news/audition.html#.VD_6Nmc7um4. Acesso em 13/Out/2014.