A plazmamembrán aktívan befolyásolja a ligandumok koncentrációját a közvetlen környezetében | Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Mind a kísérletes, mind az alkalmazott orvostudományban triviálisnak tűnik az a tény, hogy ha egy sejtmembránban elhelyezkedő receptort az extracelluláris tér felől stimulálni kívánunk, akkor az extracelluláris térben a ligand koncentrációját egy adott, tipikusan nanomoláris-mikromoláris értékre növeljük, és úgy gondoljuk, hogy ez a koncentráció a sejtek körüli térben többé-kevésbé homogén. Fluoreszcencia korrelációs spektroszkópiás mérésekkel bebizonyítottuk, hogy az epidermális növekedési faktor (EGF) esetében ez a feltételezés nem teljesedik, hiszen az EGF koncentrációja a sejtek körül egy vagy két csúcsot mutatott. A membrántól néhány mikrométerre elhelyezkedő csúcs (A), amely minden EGF receptort kifejező sejt körül megjelent, a membrán aktív körforgásának a következménye. A receptorhoz kötődő EGF szinte azonnal endocitózisra kerül, és ezen vezikulumok egy része azonnal visszaüríti tartalmát az extracelluláris térbe. Ha ezen aktív membránműködést gátoltuk, a sejtmembránhoz közeli ligandkoncentráció-csúcs eltűnt. Ha a sejtek ErbB2 receptort is kifejeztek, egy másik koncentrációcsúcs is létrejött, ill. megerősödött, amely a membrántól 10-20 mikrométeres távolságban volt (B). Ezen jelenség mögött a sejtek által termelt extracelluláris mátrix felelős, amely egyrészt lelassítja a diffúziót, másrészt ennek következtében lokálisan megnöveli az EGF koncentrációját. Ezen eredményeknek messzemenő következményei vannak, hiszen a sejt, ill. a sejtmembrán fentebb leírt aktív működései jelentősen befolyásolják a sejtmembrán körül mérhető koncentrációt, így egy ligandum, legyen az egy kísérletesen alkalmazott ágens, vagy egy klinikai gyakorlatban használt gyógyszer, adagolásakor a vélt és a tényleges koncentrációk jelentős mértékben különbözhetnek egymástól. A szerzők ezen eredményeikről az iScience folyóiratban számoltak be (https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.112954)