en la enfermedad
La regulación aberrante o los defectos genéticos de los componentes de la MEC a menudo dan lugar a un estado patógeno.
Enfermedades genéticas: Se ha demostrado que varias enfermedades son causadas por mutaciones en los genes ECM, incluida la enfermedad degenerativa macular (Fibulina 3, ref. 6), osteoartritis (Asporin, ref. 7) y distrofia muscular congénita (Lamininas, ref. 8).
Cáncer y metástasis: Hay muchos ejemplos que demuestran que la expresión alterada de una determinada proteína ECM está correlacionada con el cáncer (9). También está bien establecido que la degradación de la MEC, a través de las acciones de las metaloproteinasas de la matriz, es un requisito previo para la invasión metastásica de las células cancerosas (10).
Aterosclerosis: Esta enfermedad se ha relacionado con la acumulación de placas de colágeno (11).
Aplicaciones biomédicas
El campo de la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos está utilizando componentes de ECM para tratar de generar una formación predecible de tejidos y órganos a partir de un tipo de célula dado (12,13).
Ensayos Utilizados para estudiar MCE
Hay una preponderancia de reactivos de MCE disponibles comercialmente y ensayos de inserción/invasión celular. El más conocido de los reactivos ECM es MatrigelTM de BD, que es un extracto de ECM del tumor de ratón Engelbreth-Holm-Swarm. MatrigelTM está compuesto por laminina (56%), colágeno tipo IV (31%) y enactina (8%), y varios factores de crecimiento, incluidos EGF (0,7 ng/ml), PDGF (12 ng/ml), IGF-1 (16 ng/ml) y TGF-a (2,3 ng/ml) (14). Productos similares incluyen ECMatrixTM (Millipore) y ECM gel (Sigma). La mayoría de los ensayos de invasión disponibles en el mercado utilizan un sistema similar a una cámara Boyden (15).
El citoesqueleto ofrece una línea única de fibronectinas y lamininas con etiqueta fluorescente y biotiniladas. A continuación se enumeran varias aplicaciones de estos productos.
Aplicación # 1: Ensayo de invasión de invasopodia / podosoma In vitro (Cat.# FNR01, FNR02, LMN01, LMN02)
Las fibronectinas y lamininas marcadas fluorescentemente del citoesqueleto se pueden utilizar en un ensayo de invasión de invasopodios/podosomas in vitro (16). Este ensayo permite un examen de alta resolución de la invasión celular local en componentes específicos de la MCE y se puede usar para evaluar el potencial invasivo de las células y examinar compuestos/vías que afectan esta etapa de la invasión. Descrito originalmente por Artym et al. para la gelatina, el ensayo es igualmente aplicable a la fibronectina fluorescente o a la laminina (16).
Aplicación #2: Vías de Señalización Implicadas en el Ensamblaje de la Matriz de Fibronectina: Fibrilogénesis (Cat.# FNR01, FNR02, FNR03)
A diferencia de otros componentes de la MEC que pueden polimerizarse en condiciones fisiológicas, el ensamblaje de la matriz de fibronectina es un proceso dependiente de las células. Comprender los mecanismos involucrados en el ensamblaje de FN y cómo estos interactúan con las respuestas celulares, fibróticas e inmunitarias puede revelar objetivos para el desarrollo futuro de terapias para regular los procesos aberrantes de reparación de tejidos. Además, la ingeniería de tejidos depende en gran medida de la capacidad de controlar la velocidad y el patrón de formación de MCE. Las fibronectinas marcadas del citoesqueleto se pueden usar para monitorear la fibrilogénesis;
Sustratos de fibronectina fluorescente (FNR01 & FNR02)
Este método consiste en el trazado fluorescente de la formación de fibrillas mediante la incorporación de fibronectinas fluorescentes (17).
La conversión de fibronectina soluble en fibrillas insolubles en la superficie celular se puede visualizar alimentando cultivos celulares con medios que contengan fibronectina marcada con TRITC (Cat.# FNR01) o fibronectina marcada con HiLyte488 (Cat.# FNR02). El nivel de fibronectina incorporada se puede observar y cuantificar mediante microscopía de fluorescencia (18).
Sustrato de fibronectina biotinilada (FNR03)
Este método incorpora fibronectina biotinilada en las células de interés y cuantifica la fibronectina soluble en detergente (unida a células) y la fibronectina insoluble en detergente (fibrillas). Este ensayo se ha utilizado con éxito para examinar el papel de las proteínas Rho en la fibrilogénesis (19).
Aplicación # 3: Aplicaciones de Ingeniería de Tejidos (FNR03 & LMN03)
Se ha demostrado que las proteínas ECM biotiniladas pueden adoptar una conformación más nativa cuando se unen a una superficie de estreptavidina y que esto puede conducir a una unión celular mejorada a la ECM (20).