Celsignalen

Celsignalen verwijst naar de processen waardoor cellen met elkaar en met hun omgeving communiceren om hun gedrag en functie af te stemmen. Signalen kunnen chemische moleculen zijn, zoals liganden of groeifactoren, maar ook fysieke of elektrische cues. De boodschappen worden doorgegeven via receptoren op of in doelcellen, waarna een reeks moleculaire stappen wordt geactiveerd die de cel in staat stelt te reageren.

Belangrijke componenten zijn liganden (hormonen, neurotransmitters, cytokines, groeifactoren), receptoren (membranaire receptoren zoals GPCRs en receptor-tyrosine kinases, of intracellulaire receptoren), en second messengers zoals cAMP, calcium en IP3. Signaaltransductie resulteert in snelle effecten op enzymactiviteit en transport, of in langere termijn veranderingen zoals veranderingen in genexpressie via transcriptiefactoren. Signaalroutes kunnen elkaar kruisen en vormen netwerken die cellulaire beslissingen sturen, zoals groei, differentiatie, overleving en immuniteit.

Signaaloverdracht kan op verschillende manieren plaatsvinden: autocrien (de cel reageert op signalen die ze zelf afscheidt), paracrien (signalen naar naburige cellen), endocrien (signalen via het bloed naar verre doelcellen) en juxtacrien of synaptisch (contact-afhankelijk of via synapsen in het zenuwstelsel). Mechanosignaal en elektrisch signaal behoren ook tot het spectrum.

Voorbeelden van belangrijke signaalroutes zijn insuline-signaaltransductie voor glucoseopname, en paden zoals MAPK, PI3K-AKT en JAK-STAT. Verstoring van celsignalen draagt bij aan ziekten zoals kanker, diabetes en auto-immuunziekten; veel therapieën richten zich op receptoren of kinases om signaaltransductie te remmen of te stimuleren.

Celsignalen vormen een fundamenteel kader voor begrip van ontwikkeling, homeostase en ziekte. Huidig onderzoek richt zich op het in kaart brengen van signaalnetwerken en systeembiologie om de complexiteit van celcommunicatie beter te doorgronden.