L`adhérence cellulaire
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L’adhérence cellulaire L’adhérence cellulaire : importance physiopatho car intervient dans l’organisation des tissus et donc des organes mais aussi dans une toute une série de mécanisme impliqué dans la physiologie et l’homéostasie de l’organisme. Rôle : Dans la prolifération cellulaire, la différentiation cellulaire, la migration cellulaire et l’organisation tissulaire. Dans l’embryogenèse et le dev, dans la réponse immunitaire (inflammation, coagulation, cicatrisation), mais aussi dans le cancer (adhérence joue un role essentiel dans les métastases), dans l’athérosclérose, les maladies de la peau et celle du TC. Méca moléculaires : - Adhérence : o Interaction récepteur-ligand : La Sélectine qui reconnait les oligosaccharide, l’intégrine reconnait les prots de la MEC. o Interaction Récepteur-récepteur : Identique Cadhérine-cadhérine, IgSF-IgSF (immunoglobuline) ou différent Intégrine – IgSF. - Signalisation : o Interaction avec le cytosquelette o Ineraction avec les prots de signalisation Prot d’adhérence inter-cell : - Les sélectines - Les CAM : superfamille des immunoglobulines (IgSF) - Les Cadhérines - Les Tyrosines phosphatases (PTP) membranaire - Les Intégrines Les sélectines : Glycoprot membranaires, appartiennent à la famille des lectines qui sont des prots qui lient les oligosacharides et les résidus glucidique que l’on trouve au niveau des glycoprotéines et des glycolipides. Les sélectines que l’on trouve chez les mammifères lient spécifiquement et uniquement des résidus Sialategalactose-N-acétylglucosamine-fucose (tétra-oligosacharide). Liaison calcium dépendante, 3 types : - Sélectine E : exprimé par les cell endo - Sélectine P : exprimé par les plaquette et les cell endo - Sélectine L : exprimé par les globule blanc (leucocyte) Les 3 types ont un fort degré d’homologie et ne diffère que par le nombre de motif répétitif de type C. Structure : 1 domaine cytoplasmique court, 1 domaine TM et un grand domaine Extra-cell (motif structuraux répétitif C + 1 domaine de type EGF + 1domaine de liaison de type lectine ). Il existe aussi des formes solubles résultant d’un clivage protéolytique ou d’un épissage alternatif. Ils pourront rentrer en compétition pour la liaison aux résidus oligosaccharidique et donc jouer un role de régulation de l’adhérence cell. Fonction : - Interaction faibles et transitoire entre leucocytes et cell endo (roulement des leucocytes : d’abord sélectine P puis Selectine L ; pour adhérence et diapédèse des leucocytes : Selectine E, intégrine et PAF + PAF-R) (plaquette activating factor) - Migration des lymphocytes vers les ganglions lymphatique : Selectine L - Adhérence des neutrophiles au thrombus : Sel P CAM (Call Adhesion molécule) : - Appartiennent Toutes à la superfamille des Ig (IgSF) - La plupart des Ig sont des prots TM et pas que des Anti-corps - La fonction primaire des Ig est vraisemblablement l’adhérence cell - Lient : des CAM, des Intégrine, des Protéoglycane à héparane Sulfate(modulent l’adhérence au cours de la différenciation). Structure : 1 domaine cyto, 1 domaine TM, 1 long domaine extra-cell (C2 répétitif relié par diS, l’extrémité Nter lie les protéoglycanes et les intégrines). Liaison Calcium indépendante. Les pont diS joue un rôle imp dans l’extensibilité de ces molécules d’adhérence. La rupture de ces pont va permettre l’allongement des chaines. Cet allongement précède la dissociation des 2 récepteurs. De part leurs structures, ces domaines C2 ont une mobilité importante ce qui permet de jouer un rôle dans les tissus qui sont soumis à des forces importante (ex : contraction) Fonction : - Interaction leucocyte – cell endo (comme sélectine) - Interaction leucocyte – TC - Interaction Cell endo – TC : imp dans angioG o VCAM : Vascular CAM o PECAM : Platelet CAM o ICAM 1,2,3 : intercell CAM diapédèse des leucocytes vers les Tissus en conjonction avec le PAF et Sélectine - Interaction axons – muscles ( NCAM : nerve Cam, imp lors du dev du SNP) Meca de la diapédèse : - Roulement des leucocytes sur la paroi vasculaire suivit d’adhérence et diapédèse. Les premières étapes de roulement implique seulement les sélectines. Les leucocytes vont s’immobiliser, s’adhérer à la paroi endothéliale ce qui va impliqué d’autre interaction (surtout Intégrine-ICAM). - La diapédèse succède au roulement et l’adhérence des leucocytes sur les cell endo. Il va ensuite se faufiler entre les cells endo et traverser la barrière de la paroi vasculaire et envahir les tissus adjacent. Inflammation (inflammation = envahissement des tissus par Globules blanc) Sélectine et le ligand sont exprimés à la fois par les leucocyte et par les cell endo . Roulement : liaison des sélectines avec leurs ligands. Ces interactions sont relativement faible et vont être renforcées par les interaction entre le PAF et son récepteur. Pour cela les cell endo doivent avoir été activé et qu’elles se mettent à synthétiser et exprimer le PAF. Un fois le PAF exprimé il va interagir avec son récepteur et va de ce fait activer le leucocyte. L’activation va augmenter l’affinité des intégrines pour ICAM. - va pouvoir entrer dans le tissus adjacent. Les cadhérines : Les cadhérines interagissent uniquement avec d’autres cadhérine. Les cadhérines sont exprimés sous forme de dimères qui vont se lier au dimère de la cell adjacente et former une « tirette »intercell. Interaction CA2+ dépendante. Les Cad vont former des jonction d’adhérence. Leurs jonction cytoplasmique vont interagir avec les caténines (α-β-γ cat) qui sont elle-même relié aux filament d’actine du Cytosquelette. Desmosomes : autre cadhérines (desmogléine et desmocholine) qui interagissent avec des prots cytoplasmique qui les relient aux filament intermédiaire.(kératine ect ..) Il existe différent type de cadhérine : - Cad E : cell épithéliale ou embryonnaire. Essentiellement au niveau des desmosomes. - Cad P : exprimés par le trophoblaste, du cœur, des poumons et de l’intestin - Cad N : exprimés essentiellement au niveau du Système nerveux mais aussi dans les poumons, le cœur, le cristallin, le mésoderme embryo et l’ectoderme neural. - Cad R : Limité au nerf optique et la névroglie - Cad M : exprimés par les Myoblaste et les cells muscu squelettiques mature Structure : Un domaine cytoplasmique court, un seul domaine TM et un grand domaine extra-cell composé de motifs répétitif. L’organisation de ces motifs répétitifs dépend du calcium. Si pas de CA2+ : dissociation du domaine extra cell et donc dissociation des cells. Pemphigus Vulgaris : maladie auto-immune, AC dirigé contre les desmogléine. empêche les desmogléine d’adhérer entre elle et va donc entrainer la dissociation des cells de l’épiderme. le corps de recouvre de vésicules cutanée. 3 caténines : α, β et gamma (placoglobine), elle vont servir de lien entre Cadhérine et Actine. Seul les α-cat interagissent avec l’actine. Les α-cat vont donc aussi interagir avec les β et γ-cat qui seront lié aux cadhérines. continuité entre milieu extra-cell et le cytosquelette. En cas de dissociation des cadhérine on va avoir désorganisation du cytosquelette. Autre prot : APC qui interagit avec β ou γ -cat. Produit d’un gène suppresseur de tumeur lorsqu’elle est muté : perte de fonction avec dev de polype au niveau du colon qui pourront se cancériser. (maladie familiale, héréditaire) Fonction de la β-cat : - Phosphorylé par GSK permet la dégradation de la β-Cat. Phosphorylation régulé par un récepteur à 7 domaines TM: Frz. Ligands du récepteur : Wg/Wnt. Le récepteur est couplé à une prot : DSH qui va pouvoir inhiber la GSK donc la phospho de la β-cat, donc stop la dégradation - Peut intervenir dans la formation des adhérence focale - Mais peut aussi entrer dans le noyau et ou elle peut agir comme un facteur de transcription en se dimérisant avec TCF (facteur de transcription impliqué dans la prolifération cellulaire). Imp que les taux de β-cat soit régulé de façon précise par la Cell. WIF peut interagir avec Wnt et l’empêcher d’activer le récepteur Frz. phosphorylation possible. La β-Cat une fois phosphorylé sera le substrat d’une autre Sérine-thréonine-kinase : Créatinine-kinase 1 (CK1) et une fois phosphorylé elle sera transporté vers le protéasome ou elle sera dégradée par ubiquitination. Cascade de réac : Wnt/Wg se lie à Frz activation de DSH, se complexe à un kinase va inhiber GSK dissociation du complexe GSK-Axine- β Cat APC. Et formation d’un autre complexe de la GSK avec la prot Frat. La dissociation de ce complexe va empêcher la dégradation de la β-Cat qui va donc s’accumuler au niveau de la cell et va pouvoir soit participer à la formation de complexe avec les Cadhérine et l’actine, soit transloquer vers le noyau. Au niveau du noyau, β -Cat va former des Hétérodimères avec des facteurs de transcription de la famille TCF qui vont recruter un certain nombre de coactivateur qui vont permettre l’expression de gène impliqué entre autre dans la prolifération cell. Ex : Cycline D1 ( responsable de l’entrée des Cell dans le cycle cell (dans la phase G1)), PPAR Delta, Myc, Matrilysine ect … Fonction d’APC : - Contrôle dégradation des β-Cat et γ-Cat role dans l’adhérence cell, la différentiation cell en fonction de l’interaction de la β-Cat avec d’autre prot (éphrine et MAPK), la prolifération cell (C-myc , Cycline D1 ect) mais également dans l’apoptose (role dans l’exp des Caspases) et enfin. Il existe des interactions de la β-Cat avec des récepteurs intra-cell ou nucléaire (ex : RXR (acide rétinoïque)) - Joue un role dans la formation des filament d’actine (imp dans la migration Cell) - Et dans l’organisation des microtubules. Activation par Wnt aug de la β-Cat qui va agir sur des récepteurs (R aux glucocorticoïdes, aux œstrogènes, à la Vit D, à l’acide rétinoïque(RAR, RXR) , aux androgènes, PPAR Delta. Β-Cat : co-activateur des R-Intracell, et R-Intracell co-répresseur de β-Cat/TCF Ex : R-androgène : En présence d’androgène (testostérone ect), le récepteur va pouvoir recruter et lier des molécules de β-Cat. Elle va pouvoir d’une part utiliser la β-Cat comme co-activateur ( permet d’exprimer un certain nombre de gènes contenant les éléments de réponse du récepteur aux androgènes au niveau de leur promoteur. Et d’autre part, elle va contribuer à exporter ces β-Cat du noyau vers la membrane plasmique ou elle vont participer de complexe avec Cadhérine et l’actine. Aug de l’exp des gène sensible aux récepteurs de l’androgène utilisant la β-Cat comme co-activateur et d’autre part un renforcement de l’adhérence celle suite à l’exportation des β-Cat du noyau vers la membrane plasmique. aug de l’adhérence et la différenciation cell. Ces effet sont aussi retrouvé pour les récepteur à la Vit D, PPAR, Acide rétinoïque ect … En absence d’agoniste : la β-Cat va se dissocier du récepteur et va donc pouvoir interagir avec TCF et aller induire la prolifération cell. Les R-IntraCell peuvent aussi induire la dégradation de la β-Cat. Le récepteur au hormone thyroïdienne (avec T3 ou T4) va induire une dégradation de la β-Cat par la formation du complexe β-Cat-APC-Axine-GSK. La dégradation pourra donc être par Wnt/Wg et Frz. Le R-RXR de l’acide rétinoïque va lui aussi induire la dégradation mais pas un méca APC-indépendant. Pas d’intervention possible de Wg/Wnt PPAR-G : aug de la lipolyse, transport inverse du cholestérol et régulation de l’adipogénèse. PPAR-G avec divers de ses CO-A peut la phosphorylation donc la dégradation de la β-Cat. Diminution de la prolifération cell avec différenciation des adipocyte. Par contre, Wnt1 et β-Cat si accumulé par action de Frz, va exercer des effet inhibiteur sur l’action de PPAR-G. Au niveau des adipocyte on aura donc, l’inhibition de la lipolyse d’une part ( effet délétère au niveau du métabolisme lipidique) et d’autre part suite à l’accumulation de la β-Cat et de la formation de facteur de transcription de la famille de TCF, l’aug de l’expression de la Cyclin D de c-myc et d 'autres gènes impliqué dans la prolifération prolifération et stimulation de la croissance d’adipocyte indifférencier aug de la masse grasse. Adhérence régulée par phosphorilation-dephospho. Il existe des tyrosine-K qui peuvent phosphoryler des Caténines déstabilisation du complexe déstabilisation de l’adhérence. Desphospho : implique la tyrosine-phosphatase (PTP). stabilisation – adhérence. La superfamille des PTP : 2 type : PTP intracell et des PTP membranaire. Ils possèdent tous un domaine catalytique. Et possède aussi tous d’autre d’autres domaines principalement d’interaction Prot-Prot. SHP2 possède par ex : un domaine SH2 de reconnaissance des phosphotyrosine. Les PTP membranaire sont caractérisé par le fait qu’elle dispose quasi toujours de 2 domaines catalytiques intracell + 1 domaine TM + 1 domaine Extracell. Les domaines extracell comprennent pour certain d’ente eux, des domaines que l’on retrouve au niveau d’autre prot d’adhérence, en effet LAR ou la PTPµ possèdent des domaines de type C2 que l’on retrouve au niveau des immunoglobulines. Les plupart des PTP sont impliqué dans l’adhérence cell et que elles transmettaient par ailleurs un signal par l’intermédiaire de l’activation de leur domaines catalytique. Autre famille rattaché aux PTP : Phosphatase à double spécificité. Rattaché car elle possède un domaine catalytique qui a une forte homologie avec celui des PTP. Il peuvent aussi déphophoryler des résidus thréonine. Ex : MKP3 qui phosphorile la thréonine et la tyrosine des MAPK, ce résidu étant essentiel à l’activation de ces kinases. Ces PTP sont impliqué dans de nombreuses maladies. - PTP1B, PTP-Α, LAR, joue un role imp dans le métabolisme glucidique et leur perturbation Diabète NIDDM - PTP1B, SHP2 : Obésité - Cdc25, PTP-α, FAP-1 : Cancer - PTP-E : Ostéoporose - PTP de la salmonella : Thypus Régulation de l’activité des PTP : - Régulation par phosphorylation : elle est soit activatrice, soit inhibitrice (idem RCPG). - Régulation aussi de l’ac par dimérisation (idem RTK), mais dimérisation entraine l’inhibition des PTP. - Activité des PTP peut aussi être régulé par Oxydation-Réduction . - Liaison de ligand (de la MEG ou d’autre mol d’adhérence ex : Ig) peut aussi réguler l’activité des PTP. Ici entraine une activation OU une désactivation. Les PTP peuvent être recruté par d’autre prot, en particulier par des RTK, le recrutement des PTP par des RTK ( direct via SH2 ou indirect via d’autre prot d’ancrage) peut mener à leur activation ou leur inactivation. Régulation des PTP par les NAD(P)H Oxydase : - Les NADPH oxydent la Cystéine du site catalytique des PTP inactivation - La cell possède des méca capable de réduire les prots oxydés : Cystéine est réduite par le GSH ou la thiorédoxine réactivation Régulation réciproque RTK-PTP : PTP soit membranaire, soit cytosolique. Suivent le type de PTP : activation ou inhibition du récepteur. Inversement les RTK peuvent réguler les PTP qu’elle soit membranaire ou cytolytique. Ex de régulation inhibitrice de TK par les PTP : - PTK une fois activé va s’auto-phosphoryler puis va phosphoryler son substrat pour en faire une phospho-prot . un certain nombre de PTP tel que la PTP-1B va être capable de déphosphoryler la TK. substrat potentiel : Src, c-erbB, InsR la PTP1B va bloquer le signal stimulateur de ces TK. PTP-1B peut aussi agir sur le le substrat IRS-1 (substrat de InsR) IRS1 pourra donc être déphospho et le signal sera interrompu. PTP-1C va contrôler des TK impliqué dans la prolifération cell en les inhibant. Si elle est muté avec une perte de fonction prolifération anarchique de ces cellules (cancéreux) (mutation à l’origine des leucémie lymphoïde aigue : LLA) Ex de régulation stimulatrice de TK par les PTP : - CD45 (PTP exprimé au niveau des LT), présence indispensable pour la transmission du signal à partir du complexe des récepteurs de lymphocyte T appelé TCR indispensable pour la signalisation et la réponse immunitaire - PTP-Α : participe à l’activation de Src (proto-oncogène, activé par l’intermédiaire de plusieurs phospho-desphospho), elle doit être phosphorylé sur certain sites activateur mais déphosphorylé sur des sites inhibiteurs. L’activation de Src va donc nécessiter l’activité de Kinase spé qui va phosphoryler sur des sites activateur et de la PTP-α qui va déphosphoryler son site inhibiteur. Régulation des RTK et des PTP par les UV et le RCPG : - UV : Il peuvent inhiber des PTP empêcher de réguler et inhiber le signal provenant de RTK favorisant la prolifération cell. On imagine que ce méca inhib passe par la prod d’espèce réactive de l’Oxygène (ion superoxyde) qui vont (oxyder ?) les cystéines qui se trouve au niveau du domaine catalytique des PTP et donc les inhiber. - Trans-inactivation des RTK par les PTP: Dans ce méca des RCPG peuvent agir sur les PTP. Certain récepteur par leurs unités Α-β-gamma des Prot G, vont pouvoir activer le PTP et de se fait réguler l’activité de RTK, le cas pour le R-somatostatine mais aussi AT-2 de l’angiotensine. Intéraction PTP – Ins-R : InsR : voie de MAPK effet mitogène facteur de croissance de l’insuline. Effet métabolique de l’insuline qui passe par le recrutement et le phospho du substrat IRS1. IRS va recruter une série d’enzyme responsable des effet métabolique de l’insuline. : PI3K qui va indirectement activer Akt (responsable à la fois de la translocation de Glut4 (transporteur du glucose), mais également de la synthèse du glycogène, des acides gras et de la synthèse prot. PTP qui interagissent avec les voies de signalisation de l’insuline. Elles comprennent d’une part des PTP membranaire (role dans l’adhérence cell) et une série de PTP cytoplasmique. Role des ce PTP : - PTP-1B : cytosolique, capable de déphospho InsR (favorisant ainsi sont internalisation) ainsi que IRS1 et IRS2 inhibition du signal du Ins-R vers les enzymes de signalisation intra-cell . - LAR et rPTPα : capable de déphospho InsR. La spécificité du site de déphospho de ces PTP en particulier de LAR va faire que celle-ci inhibe essentiellement la translocation de glut4 et donc la captation et l’internalisation du glucose. - SHP2 : cytosolique, nécessaire à la signalisation métabolique de InsR, parce qu’elle déphospho certain site d’IRS1 qui vont démasquer des sites d’ancrage d’enzyme par l’intermédiaire de leurs domaines SH2 au niveau de certain PTP d’IRS1. Les PTP selon leurs type exerce un contrôle précis sur la signalisation en inhibant certaine voies et permettant l’activation de certaines voies spécifiques.
