More than tracks: how the cytoskeleton builds epithelia asymmetry

Abstract

Epithelia are three-dimensional arrangements of cells organized into structures which delimit morphologically and physiologically different compartments. At the cellular level, epithelial cells are characterized by the presence of an apical pole, facing the lumen of an organ or the outer environment, and baso-lateral domains, involved in cell-extracellular matrix and cell-cell interactions. Each pole is characterized by its specific protein and lipid membrane composition, and its distinct assembly of cellular organelles. This polarized organization of cell components ensures the vectorial absorption and secretion of proteins and other molecules, which constitute the essential function of epithelia. Actin and microtubule cytoskeletons are also polarized in epithelial cells. This organization contributes to the de novo establishment as well as to the functional maintenance of epithelial polarity. In this article we delineate the central features of epithelial polarity and summarize the current knowledge on how actin and microtubule cytoskeletons contribute to epithelial organization.

Los epitelios son arreglos tridimensionales de células, organizados en estructuras que delimitan compartimientos morfológica y fisiológicamente diferentes. A nivel celular, las células epiteliales se caracterizan por la presencia de un polo apical, en contacto con la luz de un órgano o con el medio extracelular, y los dominios baso-laterales, responsables de las interacciones célula-matriz extracelular y célula-célula. Cada polo se caracteriza por la composición proteica y lipídica específica de sus membranas, así como por el ensamble distintivo de las organelas celulares asociadas. Esta organización polarizada de los componentes celulares garantiza el desarrollo de la función esencial de los epitelios, i.e. la absorción y/o secreción vectorial de proteínas y otras moléculas. Los citoesqueletos de actina y microtúbulos también están polarizados en las células epiteliales, lo que contribuye tanto al establecimiento de novo, como al mantenimiento funcional de la polaridad epitelial. En este artículo delineamos los aspectos centrales de la polaridad epitelial y resumimos el estado de conocimiento actual en relación a la contribución de los citoesqueletos de actina y microtúbulos a la organización epitelial.