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Função das copine-1 e copine-3 na resposta de células epiteliais a danos na membrana plasmática induzidos pela pneumolisina
The establishment of the plasma membrane was essential in
the development of Life and evolution, it acts as the first
protective barrier of cells. Due to its crucial importance to
ensure cell survival, human bacterial pathogens produce poreforming
toxins able to permeabilize the plasma membrane,
forming stable protein pores. The formation of the pores alters
the membrane permeability allowing uncontrolled exchanges of
ions, such as calcium and potassium, and small molecules
between the intracellular and extracellular milieus, which can
ultimately lead to cell death. Cells have, thus, developed
several repair mechanisms to overcome the damage, and
promote cell survival. One of these repair mechanisms relies
on the release of extracellular vesicles that extrude the pores
from the cell surface. Proteomic analysis of vesicles released
by intoxicated cells revealed the enrichment of copine-1 and
copine-3, and raised the hypothesis that these proteins are
potentially involved in the repair of plasma membrane damage.
Copine-1 and copine-3 are cytoplasmic calcium-responsive
proteins able to translocate to the plasma membrane in
response to an increase in intracellular calcium levels.
Experimental evidence points out that copine-1 and copine-3
have a role in the repair of toxin-induced damage. Here we
aimed to assess the role of these proteins in response to
bacterial pore-forming toxins, such as pneumolysin, by two
complementary approaches: evaluating the ability of cells
depleted for the expression of copine-1 or copine-3 to recover
their plasma membrane integrity upon intoxication and
assessing the intracellular localization of copine-1 and copine-
3 in intoxicated cells.
We found that cells that do not express copine-1 or copine-3
are not able to repair plasma membrane damage induced by
toxins and do not recover their plasma membrane integrity.
Copine-1 and copine-3 are thus essential for the recovery of
membrane integrity after intoxication. We also observed that,
upon intoxication, copine-1 or copine-3 are specifically
recruited to the cortex of the cell, where it accumulates with
already characterized repair machinery.
Further assays should be performed to uncover the molecular
role and the interaction partners of copine-1 and copine-3 in the
repair of plasma membrane damage.A formação da membrana plasmática foi essencial para o
desenvolvimento da Vida e para o processo de Evolução. A
membrana plasmática é a primeira barreira protetora da célula.
Devido ao seu papel crucial na sobrevivência celular, bactérias
patogénicas humanas produziram toxinas formadoras de poros
capazes de permeabilizar a membrana plasmática através da
formação de poros estáveis. A formação de poros resulta na
alteração da permeabilidade da membrana, permitindo assim
trocas descontroladas de iões, tais como cálcio, e de pequenas
moléculas entre o meio intracelular e extracelular, o que pode
resultar na morte celular. Para superar os danos causados, as
células desenvolveram mecanismos de reparação que
promovem a sobrevivência celular. Um destes mecanismos de
reparação baseia-se na libertação de vesículas extracelulares
que permitem a eliminação de poros da superfície celular. A
análise proteómica de vesículas libertadas por células
intoxicadas revelou um enriquecimento de copine-1 e copine-
3, levantando a hipótese que estas proteínas estão
potencialmente envolvidas na reparação de danos na
membrana plasmática.
A copine-1 e a copine-3 são proteínas citoplasmáticas que
respondem ao cálcio, isto é, são capazes de translocarem para
a membrana plasmática em resposta a um aumento
intracelular dos níveis de cálcio. Evidências experimentais
indicam que a copine-1 e a copine-3 estão envolvidas na
reparação de danos induzidos por toxinas. No presente
trabalho, pretendemos avaliar o papel destas proteínas em
resposta às toxinas bacterianas formadoras de poros, como a
pneumolisina, seguindo duas abordagens: a avaliação da
capacidade de células que não expressam copine-1 ou copine-
3 de recuperarem a integridade da sua membrana plasmática
após intoxicação e a avaliação da localização intracelular das
copine-1 e copine-3 em células intoxicadas.
Observámos que células que não expressam as copine-1 e
copine-3 não são capazes de reparar os danos causados pelas
toxinas na membrana plasmática e não recuperam a
integridade da mesma. A copine-1 e a copine-3 são, portanto,
essenciais para a recuperação da integridade da membrana
após intoxicação. Observámos ainda que durante a
intoxicação, a copine-1 e a copine-3 são especificamente
recrutadas para o córtex celular, onde acumulam com
maquinarias de reparação já caraterizadas.
Ensaios adicionais devem ser realizados para descobrir o
papel molecular e os parceiros de interação das copine-1 e
copine-3 na reparação dos danos na membrana plasmática.Mestrado em Biologia Molecular e Celula
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