Señalización yuxtacrina

En biología, la señalización yuxtracrina (o señalización dependiente del contacto) es un tipo de señalización célula-célula o célula-matriz extracelular en organismos multicelulares que requiere un contacto estrecho. En este tipo de señalización, un ligando en una superficie se une a un receptor en otra superficie adyacente. Por lo tanto, esto contrasta con la liberación de una molécula de señalización por difusión en el espacio extracelular, el uso de conductos de largo alcance como nanotubos de membrana y citonemas (similares a los "puentes") o el uso de vesículas extracelulares como exosomas o microvesículas (similares a los "barcos"). Hay tres tipos de señalización yuxtracrina:

1. Un ligando de membrana (proteína, oligosacárida, lípido) y una proteína de membrana de dos células adyacentes interactúan.
2. Una unión comunicante vincula los compartimentos intracelulares de dos células adyacentes, permitiendo el tránsito de moléculas relativamente pequeñas.
3. Una glicoproteína de matriz extracelular y una proteína de membrana interactúan.

Además, en organismos unicelulares como las bacterias, la señalización yuxtracrina se refiere a interacciones por contacto de membrana.

Se ha observado la señalización yuxtracrina en algunos factores de crecimiento, señales celulares de citocinas y quimiocinas, que desempeñan un papel importante en la respuesta inmunitaria. La señalización yuxtracrina también está involucrada en la especificación celular o en la determinación del destino de una célula a través de un proceso llamado inducción. En este proceso, las células inductoras envían una señal a las células respondedoras que reciben la señal para activar el proceso de determinación del destino de la célula respondedora. Esta comunicación de célula a célula desempeña un papel en muchos procesos de desarrollo, como la formación de patrones de los embriones, el establecimiento de la diversidad de tipos celulares, la organogénesis y la formación de tejidos en varios organismos. Tiene un papel fundamental en el desarrollo, en particular de la función cardíaca y neuronal.

Otros tipos de señalización celular incluyen la señalización paracrina y la señalización autocrina. La señalización paracrina se produce en distancias cortas, mientras que la señalización autocrina implica que una célula responde a sus propios factores paracrinos.

El término "yuxtracrino" fue introducido originalmente por Anklesaria et al. (1990) para describir una posible forma de transducción de señales entre TGF alfa y EGFR.

Señalización entre células

En este tipo de señalización, ligandos específicos unidos a la membrana se unen a la membrana de una célula. Una célula con el receptor de superficie celular o molécula de adhesión celular apropiados puede unirse a él. La señalización célula-célula puede ser extrínseca e intrínseca a las células. La señalización intrínseca indica que las células se conectan más directamente con la ayuda de cadherinas, efrinas y la vía de señalización Notch-Delta, por lo tanto, de manera más intrínseca con la maquinaria definida por la célula. La señalización yuxtracrina se considera una señalización intrínseca de célula a célula, ya que las células se comunican a través de proteínas de nivel de superficie. La señalización externa de célula a célula implica sacar información dentro o fuera de la célula sin ningún contacto directo con las estructuras celulares, excepto los sitios de unión para las moléculas de señalización. Esta señalización de célula a célula es utilizada por la señalización paracrina y autocrina.

Algunas de las vías de señalización celular que intervienen en la comunicación entre células son: Notch-Delta, FGF, Wnt, EGF, TGF-beta, Hedgehog, Hippo, Jun quinasa, Nf-kB y el receptor de ácido retinoico. De todas estas vías, la señalización yuxtracrina utiliza más Notch e Hippo, ya que implican una señalización de contacto entre células más directa.

Vía de señalización Notch, especialmente implicada en el desarrollo neuronal. En la vía de señalización Notch para vertebrados y Drosophila, se le dice a la célula receptora que no se convierta en neuronal mediante la unión de Delta y Notch. Dentro del ojo de los vertebrados, Notch y sus ligandos regulan qué células se convierten en neuronas ópticas y cuáles en células gliales.

Algunas células, como la efrina-Eph, solo pueden comunicarse a través de la señalización yuxtacrina. Los ligandos Eph solo pueden activar los receptores cuando están unidos a una membrana. Esto se debe a que es necesaria una alta densidad del ligando Eph para que el receptor se una a él. La efrina-Eph se utiliza para la guía axonal, la angiogénesis y la migración de células neuronales y epiteliales.

Uniones comunicantes

Dos células adyacentes pueden construir conductos de comunicación entre sus compartimentos intracelulares: uniones en hendidura en los animales y plasmodesmas en las plantas.

Las uniones en hendidura están formadas por conexinas en los vertebrados y por innexinas en los invertebrados. Las sinapsis eléctricas son uniones en hendidura conductoras de electricidad entre neuronas. Las uniones en hendidura son fundamentales para los miocitos cardíacos; los ratones y los humanos deficientes en una proteína de unión en hendidura en particular tienen graves defectos en el desarrollo del corazón.

Los plasmodesmas de las plantas son hebras citoplasmáticas que atraviesan las paredes celulares y facilitan las conexiones con las células adyacentes. Los plasmodesmas son muy dinámicos tanto en las modificaciones estructurales como en la biogénesis. Son capaces de organizar las células en dominios, sirviendo como unidades básicas de desarrollo para las plantas, así como de mediar el movimiento intracelular de una variedad de proteínas y ácidos nucleicos.

Señalización célula-matriz extracelular

La matriz extracelular está compuesta por glicoproteínas (proteínas y mucopolisacáridos (glicosaminoglicanos)) producidas por las células del organismo. Se secretan no sólo para construir una estructura de sostén, sino también para proporcionar información crítica sobre el entorno inmediato a las células cercanas. De hecho, las células pueden interactuar por sí mismas mediante el contacto con moléculas de la matriz extracelular y, como tal, esto puede considerarse una comunicación indirecta célula/célula. Las células utilizan principalmente la integrina receptora para interactuar con las proteínas de la matriz extracelular. Las integrinas son una familia de proteínas receptoras que integran las estructuras extracelulares e intracelulares, lo que les permite funcionar juntas. Esta señalización puede influir en el ciclo celular y la diferenciación celular al dirigir qué células viven o mueren, qué células proliferan o qué células pueden salir del ciclo celular y diferenciarse. La diferenciación celular implica que una célula cambie su tipo fenotípico o funcional.