Regulação da apoptose

Como descrito anteriormente, interações célula-matriz extracelular e o remodelamento da MEC por enzimas específicas influenciam enormemente na sobrevivência da célula, e a dissociação de células dependentes de ancoragem à MEC resulta em apoptose (Frisch & Francis, 1994; Boudreau et al., 1996).

Consistentemente, foi demonstrado que a superexpressão da MMP3 induz apoptose em células epiteliais de mama in vitro e em camundongos transgênicos (Boudreau et al., 1995), e que esta indução de apoptose é significativamente inibida quando camundongos transgênicos para a expressão de Mmp3 são cruzados com camundongos que superexpressam Timp1 (Chirco et al., 2006). A inibição de apoptose

Introdução

extingue sua atividade anti-apoptótica nessas células, sugerindo que esta é dependente desta inibição (Murphy et al., 2002). Este envolvimento da inibição das MMPs na atividade anti-apoptótica de TIMP1 pode ser explicado por meio da prevenção da degradação da matriz e consequentemente a extinção da morte celular por anoikis.

Recentemente, muitos estudos têm demonstrado que TIMP1 pode atuar como um fator de sobrevivência celular independente de seu papel de inibir as MMPs. Alguns destes estudos observaram que TIMP1 pode atuar como fator de sobrevivência em células de linfoma, além de sua expressão, e não a das MMPs, estar correlacionada com grau clínico em linfoma não-Hodgkin, sugerindo um mecanismo independente da inibição das MMPs pelo qual TIMP1 medeia sobrevivência celular (Kossakowska et al., 1991; Oelmann et al., 2002). Além disso, observou-se que TIMP1 aumentava a sobrevivência de células B do centro germinativo, células B normais de tonsila e em linhagens de linfoma de Burkitt pela supressão da apoptose através da indução do gene anti-apoptótico bcl-xL e de fatores de sobrevivência e de diferenciação de células

B, como IL-10, mesmo quando estas células eram tratadas com um inibidor de MMP e com uma forma de TIMP1 que não possuia atividade inibidora de MMP, concluindo que a regulação da apoptose por TIMP1 nestas células é independente da inibição das MMPs (Guedez et al., 1998a; Guedez et al., 1998b; Gaudin et al., 2000; Guedez et al., 2001).

Adicionalmente, foi demonstrado que a superexpressão de Bcl-2 induz a expressão de TIMP1 e que este, atuando como uma molécula anti-apoptótica downstream a Bcl-2, protege células epiteliais de mama humanas da morte celular intrínseca e extrínseca, causada por diversos fatores como choque-térmico, adriamicina, peróxido de hidrogênio, irradiação por raios-X, e anoikis (Li et al., 1999; Liu et al., 2003; Liu et al., 2005). A proteção contra apoptose nessas células foi efetiva quando se comparou um mutante de TIMP1, o mesmo que falhou em inibir a apoptose em células hepáticas ativadas, com seu controle normal, sugerindo que a regulação especifica da apoptose independe da atividade de inibir as MMPs em células epiteliais de mama humana. Em concordância com esses estudos, Lee e colaboradores (2003) relataram a habilidade de TIMP1 em inibir a apoptose em células de carcinoma de mama humano ser decorrente da ativação seqüencial de moléculas envolvidas na

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cascata da via de sinalização de sobrevivência (c-Scr, PI3-K e AKT) e não da inibição das MMPs.

Juntos, torna-se claro que a regulação da apoptose por TIMP1 dependente ou independente da inibição de MMP coexiste. Em um microambiente onde a degradação da MEC afeta a sobrevivência, é possível prever que TIMP1 regula a apoptose primariamente através da inibição das MMPs. Se a sobrevivência celular é regulada por um estimulo independente das MMPs, TIMP1 pode ser considerado um determinante crítico da morte celular através de sua função em regular vias de transdução de sinais intracelulares. É pouco provável que a regulação da morte celular dependente e não das MMPs seja mutuamente exclusiva, parecendo haver mais uma interação entre elas, dependendo do estimulo pró-apoptótico, do microambiente celular, dos níveis de MMPs, e da disponibilidade de um receptor hipotético para TIMP1 na superfície das células.

A primeira evidência de que TIMP1 poderia sinalizar através de um receptor de membrana celular ocorreu a partir de estudos com proteínas recombinantes de TIMP1 marcadas radioativamente ligando-se a superfície celular de células de linfoma mielóide crônico e queratinócitos (Chirco et al., 2006). Desde então, muitos investigadores têm focado seus trabalhos na identificação de um receptor para TIMP1 em diversos tipos celulares (Luparello et al., 1999; Ritter et al., 1999; Tan et al., 2003). Recentemente, análises de imunoprecipitação e microscopia confocal revelaram a interação da molécula CD63 com TIMP1 e com β1 integrina, e suas co-localizações na superfície das células epiteliais de mama humana (Jung et al., 2006). A molécula CD63 é uma proteína transmembrana da família das tetraspaninas que faz ligação com diversos tipos de proteínas e, na membrana plasmática, os membros desta família, incluindo a CD63, são conhecidos por interagir com moléculas de adesão celular como as integrinas, regular vias de transdução de sinais incluindo as de adesão celular, motilidade e sobrevivência (Berditchevski, 2001; Hemler, 2001; Yunta & Lazo, 2003). Nas células epiteliais de mama humana, quando a expressão de CD63 foi diminuída, observou-se efetiva redução na ligação de TIMP1 na superfície celular, na sua co- localização com β1 integrinas e, consequentemente, reversão do estado de ativação da integrina mediada por TIMP1, da sinalização de sobrevivência celular e da inibição da

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conseguiram demonstrar correlação entre expressão de TIMP1 e nível de β1 integrina na superfície da célula independente da adesão celular (Jung et al., 2006).

A identificação de um receptor para TIMP1 na superfície da célula é apenas o começo para explicar as diversas ações moleculares exercidas por esta molécula. O complexo mecanismo da via de sinalização de sobrevivência por TIMP1 no microambiente tecidual ainda necessita intensa investigação.