Proteine, die als Zwischenfilamente bekannt sind, tragen zur Strukturierung der Zellen bei und sind an der Zellbewegung beteiligt. Vimentin ist ein solches Protein und wird häufig in mesenchymalen Zellen von Eukaryoten oder in Zellen mit einem bestimmten Zellkern gefunden. Mesenchymale Zellen sind essentiell für Wachstum und Entwicklung, da sie sich in andere Zelltypen differenzieren können. Dieses Protein kommt nicht nur in eukaryontischen Zellen vor, sondern auch in Bakterien, wo es beim Aufbau des Zytoskeletts hilft.
Als Teil des Zytoskeletts spielt Vimentin eine wichtige Rolle beim Halten von Zellstrukturen, den sogenannten Organellen. Dieses Protein ist flexibel und kann auf mechanischen Stress reagieren. Es interagiert mit anderen Strukturproteinen wie Mikrotubuli, um die Zelle steif und robust zu machen. Studien, die an Zellen ohne Vimentin durchgeführt wurden, ergaben, dass sie funktionsfähig waren, aber sehr leicht beschädigt werden, wenn sie Druck ausgesetzt waren.
Das Bewegen von Molekülen innerhalb der Zelle ist für das ordnungsgemäße Funktionieren unerlässlich. Bei mindestens einem Molekül, dem Low-Density-Lipoprotein (LDL)-Cholesterin, unterstützt Vimentin die Transportaufgaben. Dieses Filamentprotein trägt nachweislich dazu bei, LDL-Cholesterin von Organellen, den sogenannten Lysosomen, in andere Zellbereiche zu transportieren. Zellen sind auf diesen Transport angewiesen, um LDL-Cholesterin zu verwerten, indem sie es in chemische Reaktionen einbauen.
Strukturproteine können manchmal außerhalb von Zellen gefunden werden, wo sie beispielsweise bei der Wundheilung helfen können. Im Falle einer Verletzung wandern weiße Blutkörperchen, sogenannte Makrophagen, als normaler Bestandteil der körpereigenen Immunantwort an den Ort der Schädigung. Es wurde festgestellt, dass Makrophagen Vimentin produzieren und es nach außen in die als extrazelluläre Matrix bekannte Stelle freisetzen. Diese Zellen werden durch entzündliche Proteine, die Zytokine genannt werden, zur Sekretion dieses Proteins induziert. Wenn die Wunde repariert und versiegelt ist, bewirken entzündungshemmende Zytokinsignale, dass Makrophagen die Produktion von Zwischenfilamenten einstellen.
Mesenchymale Zellen können sich im Körper bewegen, teilweise aufgrund ihrer Verwendung von Vimentin. Bei einigen Krebsarten verwandeln sich Zellen von Epithelzellen in mesenchymale Zellen, wodurch sie sich im Körper ausbreiten können. Infolgedessen wird die Expression dieses Proteins als Tumormarker für einige Krebsarten verwendet, was das Vorhandensein eines Tumors bestätigt. Antikörper, die an dieses Protein binden, können Ärzten auf diese Weise helfen, Tumore zu lokalisieren.
Abgesehen davon, dass es sich um einen Tumormarker handelt, wurden Krebstherapien entwickelt, die auf dieses Strukturprotein abzielen. Verbindungen wie Withaferin-A zerstören Tumorzellen mit hohen Konzentrationen dieses Proteins, wenn sie lokal verabreicht werden. In einigen Studien wurden gesunde Zellen in der Nähe, die nicht so viel Vimentin enthielten, unversehrt gelassen.