Intermediate filaments in mammalian cell motility

Abstract

Cell migration is crucial for the formation and maintenance of a multicellular mammalian organism, contributing to important processes such as embryonic development, tissue renewal, and immune surveillance. It is a complex phenomenon involving a plethora of processes, including relevant signalization. An impairment of those processes could be projected into innumerable pathological states, from wound healing disruption to tumour metastasis and invasiveness, thus the interest of many researchers has turned toward migration. The migration of mammalian cells is dependent on a cytoskeleton, which is being considerably rearranged in motile cells. This thesis aims to summarise the role of intermediated filaments in cell motility - the less understood cytoskeletal network in this context. Cytoplasmic, as well as nuclear intermediate filaments, due to their unique mechanical properties, affect cell mechanics. They protect against physical stresses (as cells squeeze through confined pores in a complex intercellular microenvironment) and modulate and direct actomyosin-generated forces, which are the main driving force of migration. In addition, they contribute to important migration- involved steps, such as cell polarisation, cell adhesion to surrounding surfaces, cohesion in collective migration, and...

Buněčná migrace hraje klíčovou roli ve formování a udržování mnohobuněčného savčího těla. Podílí se na tak zásadních jevech, jakými jsou embryonální vývoj, obnova tkání nebo imunitní odpověď. Jedná se o komplexní děj, zahrnující celou škálu procesů, včetně příslušné signalisace. Narušení těchto procesů se může manifestovat širokou škálou patologických stavů, od narušeného hojení ran až po nádorovou invasivitu, proto jsou děje provázející migraci cílem výzkumu mnoha týmů. Migrace buněk je závislá na cytoskeletu, který je v migrujících buňkách zásadně přestavován a neustále přizpůsobován pohybu. Tato práce si klade za cíl shrnout poznatky o úloze středních filament v migraci savčích buněk. Jedná se o nejméně probádaný cytoskeletární systém v tomto kontextu. Cytoplasmatická i jaderná střední filamenta, díky svým unikátním mechanoelastickým vlastnostem, významně ovlivňují mechaniku buňky. Poskytují jí fyzickou ochranu před silami, působícími při migraci skrze stísněné prostory komplexního mezibuněčného prostředí. Zároveň ovlivňují a usměrňují kontraktilitu aktomyosinové sítě, jež je hnacím motorem buněčného pohybu, a dále se podílí na zásadních krocích migrace, jakými jsou polarisace, přichycení buněk k okolním povrchům nebo navigace skrze spletité extracelulární prostředí.