Matrice extracellulaire renouvellement, liaison avec les cellules

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Biologie cellulaire
Cours n°5
Mme DE VERNEJOUL
Le 3/12 à 10h30
Alizée LORI
M ATRICE EXTRACELLULAIRE :
RENOUVELLEMENT , LIAISON AVEC LES CELLULES

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P LAN
I. GENERALITES SUR LA MATRICE EXTRACELLULAIRE
II. LES COMPOSANTS DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE
A. Le collagène
1. Structure
2. Différents collagènes
3. Pathologies des collagènes
B. Les fibres élastiques
1. Composition
2. Syndrome de Marfan
C. Les protéines adhésives
1. Caractéristiques
2. Un exemple : la fibronectine
D. Les protéoglycanes
1. Les glycosaminoglycanes (GAG)
2. Un exemple : l’acide hyaluronique
3. Différents protéoglycanes
III. LA LAME BASALE
A. Généralités
B. Pathologies des lames basales
IV. LES PROTEASES
A. Dégradation de la matrice extracellulaire
B. Rôle
1. Rôle en physiologie
2. Rôle en physiologie et en pathologie
C. Cathepsines
D. Métalloprotéases
1. Fonction
2. Activation et inhibition
E. Serine protéases : activateurs du plasminogène
1. Inhibiteur de l’activateur du plasminogène (PAI)
2. Tissue plasminogène activator (tPA)
3. Urokinase (uPA)

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V. LIAISON CELLULE – MATRICE : INTEGRINES
A. Structure des intégrines
B. Phénotype des mutations des intégrines
C. Liaison avec le ligand extracellulaire
D. Liaison du domaine intracellulaire
E. Coopération entre la voie des intégrines et des facteurs de
croissance : prolifération cellulaire
F. Anoïkis : apoptose par manque d’adhésion
G. Différenciation cellulaire
H. Plaques d’adhésion et mobilité cellulaire
I. Activation des intégrines
Les éléments en italique ne sont pas à connaître, ce sont la plupart du temps des exemples qui ne
servent qu’à illustrer le cours, ou des chiffres ou noms de molécules peu importants.

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M ATRICE EXTRACELLULAIRE :
RENOUVELLEMENT , LIAISON AVEC LES CELLULES
I. GENERALITES SUR LA MATRICE EXTRACELLULAIRE
La matrice extracellulaire existe dans tous les tissus (foie, cœur...), mais certains d’entre eux en sont
très riches, comme l’os ou le cartilage, composé à 95% de matrice extracellulaire.
Elle est synthétisée par les cellules mésenchymateuses, qui comprennent :
• les cellules stromales, précurseurs des fibroblastes, synthétisent un peu de matrice
• les fibroblastes, qui sont les cellules mésenchymateuses les moins spécialisées mais sont
retrouvés dans tous les tissus
• des fibroblastes spécialisés, qui sont les ostéocytes dans le tissu osseux et les
chondrocytes dans le tissu cartilagineux.
D’autres cellules participent aussi à la synthèse de certains composants de la matrice, mais à plus faible
échelle. Par exemple, les monocytes synthétisent du collagène.
La matrice extracellulaire est composée de protéoglycanes et de protéines fibreuses. Ces protéines
fibreuses peuvent être structurales, comme le collagène et l’élastine, ou adhésives, comme la
fibronectine.
La matrice a un rôle de stockage de facteurs de croissance ; ainsi, le tissu osseux est un véritable
réservoir de facteurs de croissance.
II. LES COMPOSANTS DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE
La membrane basale fait partie de la matrice extracellulaire : elle sépare l’épithélium du reste du tissu
conjonctif, composé des cellules mésenchymateuses, du collagène, des fibres élastiques…

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A. Le collagène
1. Structure
Le collagène est formé de 3 chaînes polypeptidiques enroulées en
hélice dans une partie de la molécule mais pas aux extrémités. Il est
synthétisé dans le réticulum endoplasmique.
La glycine représente un acide aminé sur 3. Etant le plus petit des
acides aminés, elle va faciliter l’enroulement de la triple hélice. Ainsi, une
mutation sur la glycine rend cet enroulement plus difficile, provoquant
des maladies dont l’expression sera plus importante que si la mutation
touchait un autre acide aminé.
Cette triple hélice peut être présente sous forme d’un homo ou d’un
hétérotrimère, c'est-à-dire que les 3 chaînes peuvent être identiques,
mais on peut aussi trouver une chaîne différente des 2 autres ; c’est le
cas dans le collagène de type I.
Le collagène subit des modifications post-traductionnelles
indispensables à la formation de la triple hélice. Il s’agit
d’hydroxylations, sur les lysines et les prolines et de glycosylations.
Les pro-peptides situés en N et en C-terminal sont clivés après la
formation de l’hélice mais avant la formation de fibrille. Une fois les
extrémités clivées, on parle de procollagène.
Les molécules de procollagène vont ensuite
s’associer en fibrilles. Cependant, cette
association n’est pas systématique.
Lorsque les fibrilles se groupent en fibres, on
parle de collagène fibrillaire. On en trouve des
types majoritaires, comme le collagène I, II et III et
des formes minoritaires, le V et le XI.
Les collagènes non fibrillaires peuvent
s’associer aux collagènes fibrillaires ; c’est le cas
du IX, X et XII, ou former des réseaux comme
pour le collagène VII et dans les lames basales
pour le collagène IV.
Par exemple, ici on a le collagène II, grosse fibre
retrouvée dans le cartilage, associé à des
molécules de collagène non fibrillaire IX.
2. Différents collagènes
Type Homo/
hétérotrimère Quantité Distribution tissulaire
Fibrilles I Hétérotrimère 90% du collagène
de l’organisme Ubiquitaire : os (que du type I), peau, tendons, cornée…
II Homotrimère Cartilage (uniquement du II) : disques intervertébraux…, humeur
vitrée de l’œil
III Homotrimère Peau et vaisseaux
En réseau IV Hétérotrimère Lame basale uniquement