Prokaryotic cells: structural organisation of the cytoskeleton and organelles

For many years, prokaryotic cells were distinguished from eukaryotic cells based on the simplicity of their cytoplasm, in which the presence of organelles and cytoskeletal structures had not been discovered. Based on current knowledge, this review describes the complex components of the prokaryotic cell cytoskeleton, including (i) tubulin homologues composed of FtsZ, BtuA, BtuB and several associated proteins, which play a fundamental role in cell division, (ii) actin-like homologues, such as MreB and Mb1, which are involved in controlling cell width and cell length, and (iii) intermediate filament homologues, including crescentin and CfpA, which localise on the concave side of a bacterium and along its inner curvature and associate with its membrane. Some prokaryotes exhibit specialised membrane-bound organelles in the cytoplasm, such as magnetosomes and acidocalcisomes, as well as protein complexes, such as carboxysomes. This review also examines recent data on the presence of nanotubes, which are structures that are well characterised in mammalian cells that allow direct contact and communication between cells.

Oscillatory fluid flow elicits changes in morphology, cytoskeleton and integrin-associated molecules in MLO-Y4 cells, but not in MC3T3-E1 cells

Interstitial fluid flow stress is one of the most important mechanical stimulations of bone cells under physiological conditions. Osteocytes and osteoblasts act as primary mechanosensors within bones, and in vitro are able to respond to fluid shear stress, both morphologically and functionally. However, there is little information about the response of integrin-associated molecules using both osteoblasts and osteocytes. In this study, we investigated the changes in response to 2 hours of oscillatory fluid flow stress in the MLO-Y4 osteocyte-like cell line and the MC3T3-E1 osteoblast-like cell line. MLO-Y4 cells exhibited a significant increase in the expression of integrin-associated molecules, including OPN, CD44, vinculin and integrin avp3. However, there was no or limited increase observed in MC3T3-E1 osteoblast-like cells. Cell area and fiber stress formation were also markedly promoted by fluid flow only in MLO-Y4 cells. But the numbers of processes per cell remain unaffected in both cell lines.

Citoesqueleto e mecanotransdução na fisiopatologia da lesão pulmonar induzida por ventilador / Cytoskeleton and mechanotransduction in the pathophysiology of ventilator-induced lung injury

A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas pode resultar em complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida por ventilador. Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução da hiperdistensão celular é mediada através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas, de modo que o estímulo mecânico da ventilação se traduz em sinalização bioquímica intracelular, desencadeando ativação endotelial, permeabilidade vascular pulmonar, quimiotaxia leucocitária, produção de citocinas e, possivelmente, lesão de órgãos à distância. Estudos clínicos demonstram essa relação entre distensão pulmonar e mortalidade em pacientes com lesão pulmonar induzida por ventilador. Entretanto, apesar de o citoesqueleto ter um papel fundamental na patogênese da lesão pulmonar induzida por ventilador, a literatura carece de estudos utilizando modelos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico.

Although mechanical ventilation is an important therapy, it can result in complications. One major complication is ventilator-induced lung injury, which is caused by alveolar hyperdistension, leading to an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and impaired gas exchange. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated by means of the cytoskeleton and its cell-cell and cell-extracellular matrix interactions, in such a way that the mechanical stimulus of ventilation is translated into an intracellular biochemical signal, inducing endothelial activation, pulmonary vascular permeability, leukocyte chemotaxis, cytokine production and, possibly, distal organ failure. Clinical studies have shown the relationship between pulmonary distension and mortality in patients with ventilator-induced lung injury. However, although the cytoskeleton plays a fundamental role in the pathogenesis of ventilator-induced lung injury, there have been few in vivo studies of alterations in the cytoskeleton and in cytoskeleton-associated proteins during this pathological process.

Lp(a) and LDL2: differences in fatty acid composition and collagen lattice contraction activity

Lp (a) and LDL2 were used for detailed fatty acid analyses and tested in an in vitro model promotion of fibroblast-mediated collagen lattice contraction to determine possible compositional and functional differences between these two apoB-containing lipoprotein species. Autologous Lp (a) was more saturated with respect to fatty acid composition than LDL2 in triglyceride and cholesterol ester lipid classes and had differences in the fatty acid content of phospholipids. Functionally, LDL2 promoted rapid fibroblast-mediated contraction while Lp (a) was significantly less active in promoting rapid contraction on a protein per weight basis. These studies suggest a synthetic route for Lp(a) diverging from the majority of other apoB-containing lipoproteins and significant activity of LDL2 in a collagen lattice contraction system.

Sístole y diástole cardíacas normales : un mini-sismo visceral continuo bajo dominio fisiológico (importancia del citoesqueleto) / Cardiac systole and diastole : a visceral mini-seism under physiologic contro (importance of the cytoskeleton)

Existen dos elementos apropiados que pueden avalar una comparación adecuada entre estructura y función cardíaca y la defensa arquitectónica antisísmica de un edificio sometido a los movimientos de un temblor de tierra. En el aspecto estructural cardíaco la disposición de los miocitos y sus elementos de sujeción representados por el colágeno son los que mantienen intacta y solidaria la estrucutra global que permanecerá cohesionada durante la revolución cardíaca. Un sismo, sin tomar en cuenta las diversas intensidades posibles, también efectúa movimientos complejos y la arquitectura ideada para defenderse de sus efectos tiene principios bien conocidos desde antiguo y en lo moderno ha ido adquiriendo reparos específicos y técnicos de construcción que fueron estudiadas y aplicadas por famosos arquitectos entre los que cabe contar a F.L. Wright. Este logró probar lo acertado de sus originales ideas en una construcción propia que logró resistir por completo los efectos de un importante sismo. Durante ciertas patologías cardíacas de evolución rápida como el infarto de miocardio se destruyen los miocitos y sus elementos de contención del colágeno. La resultante de lo último es visible a las pocas horas: El adelgazamiento de la pared ventricular por slippage y el debilitamiento y vulnerabilidad global de la estructura. Se ha observado también que ciertas drogas como los corticoides pueden ejercer un efecto deletéreo sobre el colágeno cardíaco y también es dable observar lo opuesto que es su preservación, refuerzo y crecimiento con la administración de hormona de crecimiento en el infarto agudo. Esto último podría asociarse a una "adecuada defensa antisísmica adquirida" para el sincicio miocito-miocito-colágeno que no será entonces totalmente destruído por efectos de la revolución cardíaca actuando como sismo incontrolado

Revisäo: filamentos intermediários / Review: intermediate filaments

Os filamentos intermediários (FIs) têm se tornado objeto de interesse considerável para os biologistas celulares e moleculares. Muitos dados indicam que as proteínas dos FIs fazem parte de uma família multigênica, extremamente, heterogênea. A complexidade dos FIs pode estar relacionada com a sua diversidade de funçöes dentro das células. O artigo relaciona os principais filamentos intermediários de interesse para estudos sobre embriogênese, fisiologia e patologia dos tecidos de origem animal.

Participación del citoesqueleto en la fisiología del endometrio / Cytoskeleton participation in endometrium physiology

En el endometrio el citoesqueleto participa en todas las funciones mecánicas de la célula, en el movimiento y reacomodo de organelos y proteínas solubles y en el metabolismo en general. El epitelio endometrial por su morfología y aparente homogeneidad celular, se ha estudiado más que el estroma. Se sabe que los filamentos intermedios muestran un patrón característico típico de la clase celular. Durante la preñez y la pseudopreñez, en la región apical de las células epiteliales tanto luminales como glandulares predomina la queratina sobre la región basolateral, en tanto que la vimetina solo se encuentra en las células epiteliales luminales, y se incrementa el día de la implantación. En humanos y roedores, la desmina solo se expresa en la decidua. Se piensa que los filamentos intermedios, participan en la difusión de proteínas de membrana cambiando la polaridad. Los microfilamentos intervienen en la regulación de la forma y movilidad celular. En el epitelio luminal participan en las transformaciones de la superficie uterina, como son las microvellosidades. Al sistema de microtúbulos (MT) en el endometrio y otros órganos se le ha relacionado con la psisción y movimiento de orgánulos como son los lisosomas, mitocondrias o aparato de Golgio; además se ha demostrado que los MT también intervienen en la síntesis de DNA, ya que drogas como la colchicina impiden estos fenómenos

Interacción del citoesqueleto de E. histolytica con eritrocitos humanos / Interaction of E histolytica cytoskeleton with human red blood cells

La invasión de E histolytica en el colon es medida por el reconocimiento de una lectina en las células intestinales; después de este primer evento los trofozoitos forman úlceras y fagocitan eritrocitos; la destrucción de células de mamíferos por la E histolytica requiere de actina de su citoesqueleto que involucra eventos fagocíticos. En nuestro estudio utilizamos glóbulos rojos humanos para estimular la polimerización de la actina. Para observarla mediante el microscopio de fluorescencia fue necesario lisar la membrana celular con triton X100, fijar con glutaraldehído y teñir con rodamina-phaloidina; después de dos minutos de reto de amibas con eritrocitos, se encontró la máxima polimerización de la actina distribuida en forma de ondas o de anillos. La rodamina- phaloidina es eficaz para unirse a esta proteína y el procedimiento tiene la ventaja de ser menos laborioso que cuando se detecta mediante anticuerpos monoclonales fluorescentes. Mediante el microscopio electrónico de barrido, después de dos minutos de reto, observamos glóbulos rojos adheridos a la membrana de los trofozoitos y, a los cuatro minutos, encontramos la óptima fagocitosis

Filamentous phase in life cycle of M. leprae(?): a preliminary communication.

Certain structures which indicate probable involvement of a filamentous phase in life cycle of M. leprae have been noted in preserved skin biopsy suspensions from lepromatous leprosy cases. These include (i) filaments with empty or pink round spaces within them (ii) conidia-like structures and (iii) membranes with acid fast bacilli. These structures were rare in the fresh material.