Filopodia

Filopodia (filopodio singolare) sono sottili proiezioni citoplasmatiche che si estendono oltre il bordo principale dei lamellipodi nelle cellule in migrazione. All’interno del lamellipodio le nervature di actina sono note come micropunte, e quando si estendono oltre i lamellipodi sono note come filopodi. Contengono microfilamenti (chiamati anche filamenti di actina) reticolati in fasci da proteine che legano l’actina, come la fascin e la fimbrina. I filopodi formano adesioni focali con il substrato, collegandoli alla superficie cellulare. Molti tipi di cellule in migrazione mostrano i filopodi, che si pensa siano coinvolti sia nella percezione di spunti chemotropici, sia nei cambiamenti risultanti nella locomozione diretta.

Questa micrografia elettronica mostra filopodi esagerati con forma a clava indotti dalla formina mDia2 in cellule coltivate. Questi filopodi sono pieni di filamenti di actina raggruppati che sono nati e convergono dalla rete lamellipodiale.

L’attivazione della famiglia di GTPasi Rho, in particolare cdc42 e dei loro intermedi a valle porta alla polimerizzazione delle fibre di actina da parte delle proteine di omologia Ena/Vasp. I fattori di crescita si legano alle tirosin-chinasi recettoriali con conseguente polimerizzazione dei filamenti di actina, che, quando sono reticolati, costituiscono gli elementi citoscheletrici di supporto dei filopodi. L’attività di Rho provoca anche l’attivazione mediante fosforilazione delle proteine della famiglia ezrin-moesin-radixin che collegano i filamenti di actina alla membrana dei filopodi.

I filopodi hanno ruoli nel rilevamento, nella migrazione e nell’interazione cellula-cellula. Per chiudere una ferita nei vertebrati, i fattori di crescita stimolano la formazione di filopodi nei fibroblasti per dirigere la migrazione dei fibroblasti e la chiusura della ferita. Nei neuroni in via di sviluppo, i filopodi si estendono dal cono di crescita sul bordo anteriore. Nei neuroni privati dei filopodi mediante parziale inibizione della polimerizzazione dei filamenti di actina, l’estensione del cono di crescita continua normalmente ma la direzione della crescita è interrotta e altamente irregolare. Le proiezioni simili ai filopodi sono state anche collegate alla creazione di dendriti quando si formano nuove sinapsi nel cervello. Nei macrofagi, i filopodi agiscono come tentacoli fagocitari e tirano oggetti legati verso la cellula per la fagocitosi.

I filopodi sono anche usati per il movimento dei batteri tra le cellule, in modo da eludere il sistema immunitario dell’ospite. I batteri intracellulari Ehrlichia sono trasportati tra le cellule attraverso i filopodi della cellula ospite indotti dal patogeno durante le fasi iniziali dell’infezione. È stato dimostrato che i virus vengono trasportati lungo i filopodi verso il corpo cellulare, portando all’infezione delle cellule. È stato anche descritto il trasporto diretto del fattore di crescita epidermico (EGF) legato al recettore lungo i filopodi, a sostegno della funzione di rilevamento proposta dei filopodi.

SARS-CoV-2, il ceppo di coronavirus responsabile della malattia da coronavirus 2019, produce filopodi nelle cellule infettate.