27.8: Papel de las metaloproteasas de la matriz en la degradación de la MEC

Las metaloproteasas de matriz (MMPs) son enzimas implicadas en la hidrólisis de proteínas y glicoproteínas de la matriz extracelular. Las MMP son esenciales para la migración y proliferación de células a través de la densa red de matrices, durante el desarrollo embrionario y durante la morfogénesis. La primera actividad MMP descubierta fue una colagenasa en la cola de un renacuajo en proceso de metamorfosis. La deposición activa de colágeno y sus modificaciones conducen a la morfogénesis de los renacuajos en el cuerpo adulto.

Una molécula de colagenasa puede escindir colágenos de tipo I, II y III a una distancia de tres cuartos del N-terminal y digerir varias otras moléculas de ECM y no ECM.

La expresión de MMPs generalmente se mantiene en niveles bajos en el cuerpo. Solo cuando es necesario, se modula la actividad de MMP para la remodelación local del tejido. La actividad de las MMPs está regulada a varios niveles: la regulación de la expresión génica, el control de la vida media del ARNm, y la regulación posterior a la síntesis, utilizando otras proteasas e inhibidores. Las MMPs están reguladas por citocinas, factores de crecimiento, corticosteroides, ácido retinoico, heparina e interleucina-4.

Las MMP ayudan a mantener la homeostasis de los tejidos y desempeñan un papel esencial en diversos procesos fisiológicos, como la remodelación ósea, la inmunidad, la angiogénesis y la cicatrización de heridas.

Todos los tejidos y tipos de células están rodeados por una matriz extracelular o MEC. Por lo tanto, la degradación de la MEC es necesaria para dejar espacio para que las células proliferen y migren.

Las células lo hacen mediante la secreción de metaloproteasas de matriz o MMP, enzimas especializadas que hidrolizan las proteínas y glicoproteínas presentes en la MEC.

Las MMP son una gran familia de proteínas clasificadas en función de su afinidad con el sustrato, pero todas ellas comparten varias características comunes, como un sitio activo con tres residuos de histidina conservados unidos a un ion de zinc. Además, la mayoría de las MMP son activas a pH neutro.

La colagenasa, la MMP más común, escinde el colágeno fibrilar en dos pasos. Primero, la colagenasa desenrolla la estructura helicoidal triple del colágeno en un sitio específico y degrada los enlaces peptídicos. Este colágeno desnaturalizado, llamado gelatina, es degradado aún más por la gelatinasa en fragmentos más pequeños.

Sin embargo, la actividad de las MMP debe estar estrictamente regulada para evitar la degradación innecesaria de la ECM. Por ejemplo, las células producen inhibidores específicos de la proteasa que pueden inhibir la actividad de MMP cuando no es necesario.