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Le laboratoire du PrÌýLuke McCaffrey étudie comment la polarité des cellules contrôle la morphogenèse épithéliale, la progression du cancer, et le renouvellement des cellules souches.

Son équipe a deux domaines de recherche:

1) Morphogenèse épithélialeÌý– Le développement des tissus épithéliaux qui recouvrent les surfaces corporelles exige l'action concertée de plusieurs processus cellulaires, y compris la prolifération, l'apoptose, la motilité cellulaire dirigée, le renouvellement des cellules souches, et la différenciation. Ces processus nécessitent un degré élevé d'organisation au sein des cellules individuelles, qui est coordonné entre les cellules pendant le développement. Un complexe de protéines, consistant de Par3, Par6 et aPKC, est un organisateur déterminant de la polarité cellulaire et le PrÌýMcCaffrey a démontré un rôle essentiel pour ce complexe dans l'organisation et la différenciation pendant la morphogenèse des glandes mammaires.
Pour comprendre le rôle de la signalisation de polarité dans la morphogenèse de la glande mammaire, l’équipe du PrÌýMcCaffrey utilise les lentivirus pour la transduction de cellules souches mammaires, soit pour surexprimer ou pour arrêter l'expression des protéines de polarité spécifiques par l’interférence-ARN. Après la transplantation des cellules souches de retour dans une souris, les chercheurs évaluent les effets sur la morphogénèse du tube épithéliale. Pour comprendre comment la polarité cellulaire régule la dynamique de la motilité cellulaire et de la division cellulaire pendant la morphogenèse épithéliale, le PrÌýMcCaffrey utilise la microscopie confocale time-lapse des cultures organotypiques 3-D provenant de glandes mammaires pour compléter l'utilisation des modèles de souris. Ces cultures conservent de nombreuses caractéristiques du tissu intact, y compris la présence de plusieurs types de cellules.

2) L’initiation des tumeurs, la croissance, l'invasion, et la métastaseÌý– L'accumulation d’indices montre que la caractéristique commune de la transformation maligne est la perte de la polarité et de l'organisation épithéliale. Les recherches du PrÌýMcCaffrey examinent directement des échantillons de cancer du sein humain pour comprendre quels éléments de la polarité épithéliale sont perturbés dans la progression du cancer du sein et de l’ovaire.
En utilisant des analyses de culture cellulaire en 3D et des modèles in vivo, l'équipe du PrÌýMcCaffrey examine la perturbation des protéines de polarité cellulaire spécifiques qui coopèrent avec des oncogènes à pousser la tumorigenèse et la métastase. Le PrMcCaffrey a trouvé que la disruption du complexe de polarité Par / aPKC encourage l'invasion des cellules cancéreuses et la métastase. Son équipe va continuer à déterminer comment les complexes de polarité régulent la signalisation cellulaire dans les cellules tumorales pour contrôler la progression du cancer.