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Filopodios

Esta micrografía electrónica muestra filopodios exagerados con forma de maza inducidos por la formina mDia2 en células cultivadas. Estos filopodios están llenos de filamentos de actina agrupados que nacieron y convergieron desde la red lamelipodial .

Los filopodios ( sg .: filopodio ) son proyecciones citoplasmáticas delgadas que se extienden más allá del borde delantero de los lamelipodios en las células migratorias . [1] Dentro del lamelipodio, las costillas de actina se conocen como microespigas , y cuando se extienden más allá de los lamelipodios, se conocen como filopodios. [2] Contienen microfilamentos (también llamados filamentos de actina) reticulados en haces por proteínas de agrupamiento de actina, [3] como la fascina y la fimbrina . [4] Los filopodios forman adherencias focales con el sustrato, uniéndolos a la superficie celular. [5] Muchos tipos de células migratorias muestran filopodios, que se cree que están involucrados tanto en la sensación de señales quimiotrópicas como en los cambios resultantes en la locomoción dirigida.

La activación de la familia Rho de GTPasas , particularmente Cdc42 y sus intermediarios descendentes, da como resultado la polimerización de fibras de actina por proteínas de homología Ena/Vasp . [6] Los factores de crecimiento se unen a las tirosina quinasas receptoras, lo que da como resultado la polimerización de filamentos de actina , que, cuando se reticulan, forman los elementos citoesqueléticos de soporte de los filopodios. La actividad de Rho también da como resultado la activación por fosforilación de las proteínas de la familia ezrina-moesina-radixina que unen los filamentos de actina a la membrana de los filopodios. [6]

Los filopodios tienen funciones en la detección, la migración, el crecimiento de neuritas y la interacción entre células. [1] [ se necesita más explicación ] Para cerrar una herida en vertebrados, los factores de crecimiento estimulan la formación de filopodios en fibroblastos para dirigir la migración de fibroblastos y el cierre de la herida . [7] En los macrófagos , los filopodios actúan como tentáculos fagocíticos, tirando de los objetos atados hacia la célula para la fagocitosis . [8]

Funciones y variantes

Muchos tipos de células tienen filopodios. [ cita requerida ] Las funciones de los filopodios se han atribuido a la búsqueda de rutas de neuronas , [9] etapas tempranas de la formación de sinapsis , [10] presentación de antígenos por células dendríticas del sistema inmunológico , [11] generación de fuerza por macrófagos [12] y transmisión de virus . [13] Se han asociado con el cierre de heridas, [14] cierre dorsal de embriones de Drosophila , [15] quimiotaxis en Dictyostelium , [16] señalización Delta-Notch , [17] [18] vasculogénesis , [19] adhesión celular , [20] migración celular y metástasis del cáncer . A los tipos específicos de filopodios se les han dado varios nombres: [ cita requerida ] microespículas, pseudópodos , filopodios delgados, [21] filopodios gruesos, [22] gliopodios, [23] miopodios, [24] invadopodios , [25] podosomas , [26] telópodos, [27] nanotubos tunelizadores [28] y dendritas.

En infecciones

Los filopodios también se utilizan para el movimiento de bacterias entre células, con el fin de evadir el sistema inmunológico del huésped. La bacteria intracelular Ehrlichia se transporta entre células a través de los filopodios de la célula huésped inducidos por el patógeno durante las etapas iniciales de la infección. [29] Los filopodios son el contacto inicial que las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) humanas establecen con los cuerpos elementales de Chlamydia trachomatis , la bacteria que causa la clamidia . [30]

Se ha demostrado que los virus son transportados a lo largo de filopodios hacia el cuerpo celular, lo que conduce a la infección celular. [31] También se ha descrito el transporte dirigido del factor de crecimiento epidérmico (EGF) unido al receptor a lo largo de los filopodios, lo que respalda la función de detección propuesta de los filopodios. [32]

El SARS-CoV-2 , la cepa de coronavirus responsable de la COVID-19 , produce filopodios en las células infectadas. [33]

En las células cerebrales

En las neuronas en desarrollo , los filopodios se extienden desde el cono de crecimiento en el borde delantero. En las neuronas privadas de filopodios por inhibición parcial de la polimerización de los filamentos de actina , la extensión del cono de crecimiento continúa de manera normal, pero la dirección del crecimiento se ve alterada y es muy irregular. [7] Las proyecciones similares a filopodios también se han vinculado a la creación de dendritas cuando se forman nuevas sinapsis en el cerebro. [34] [35]

Un estudio que utilizó imágenes de proteínas de ratones adultos mostró que los filopodios en las regiones exploradas eran un orden de magnitud más abundantes de lo que se creía anteriormente, y comprendían alrededor del 30% de todas las protuberancias dendríticas. En sus puntas, contienen " sinapsis silenciosas " que están inactivas hasta que se reclutan como parte de la plasticidad neuronal y el aprendizaje o los recuerdos flexibles , que anteriormente se creía que estaban presentes principalmente en el cerebro en desarrollo preadulto y que morían con el tiempo. [36] [37] [ se necesita más explicación ]

Referencias

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