Microtúbulos e F-actina dependente de Rac 1 em cones de crescimento

Sinais extracelulares controlam a taxa e a direção do crescimento de processos neuronais em grande parte regulando o citoesqueleto do cone de crescimento. A rede de filamentos de actina na região periférica é considerada o principal alvo para esses sinais, com consequências para o avanço e organização dos microtúbulos. A ligação da laminina a receptores de integrina é um sinal que acelera o crescimento de processos de muitos tipos de neurônios. Foi aplicada agudamente a neurônios simpáticos em cultura para estudar seus efeitos no citoesqueleto do cone de crescimento. Os microtúbulos avançam até a borda do cone de crescimento e se agrupam em resposta à laminina, e foi encontrado que pequenos véus de membrana aparecem perto das extremidades de alguns desses microtúbulos. Para examinar mais claramente a relação entre os microtúbulos e a aparição de estruturas ricas em actina na periferia, uma baixa dose de citochalásia D foi utilizada para depletar a região periférica do cone de crescimento de F-actina pré-existente. A adição subsequente de laminina resultou no agrupamento das extremidades de microtúbulos dinâmicos (tirosinados) na borda distal do cone de crescimento, a maior parte dos quais estava associada a focos de F-actina. Observações de actina marcada dentro de cones de crescimento vivos confirmaram que esses focos se formaram em resposta à laminina. A supressão da dinâmica dos microtúbulos com drogas eliminou os focos de actina; a remoção da droga os restaurou. Rac 1 não co-concentrou com F-actina na região periférica do cone de crescimento na ausência de laminina, mas co-concentrou com os focos de F-actina que se formaram em resposta à laminina. A inibição do funcionamento do Rac 1 impediu a formação dos focos e também inibiu o crescimento de neuritos induzido por laminina, com ou sem citochalásia. Esses resultados indicam que sinais extracelulares podem afetar a actina no cone de crescimento via microtúbulos, bem como afetar os microtúbulos via actina. Eles também apontam para a mediação do acúmulo dependente de microtúbulos de F-actina na frente do cone de crescimento como um papel do Rac 1 no crescimento de neuritos.