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2016-2017 Adhérence cellulaire
Biologie cellulaire et moléculaire
– UE 7: Sciences biologiques –
Adhérence cellulaire
Semaine : n°18 (du 06/02/17 au
10/02/17)
Date : 07/02/2017
Heure : de 9h00 à
10h00 Professeur : Pr. Lestavel
Binôme : n°14 Correcteur : n°43
Remarques du professeur
•Diapo disponible sur Moodle
•Questions d'examens concernant les cours, TP et ED
•1 ED en mars
•5 TP en tout
PLAN DU COURS
I) L'adhérence cellulaire
A) Principes généraux de l'adhérence cellulaire
B) Récepteurs d'adhérence
a) Sélectines
b) Intégrines
c) Cadhérines
d) Ig-CAM
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Objectifs : toute cellule au sein d'un organisme multicellulaire est soumise à des stimuli d'origines
diverses et parfois antagonistes.
→ Il faut comprendre les mécanismes moléculaires que la cellule met en œuvre pour répondre de façon appropriée
à son environnement (physiologique ou pathologique).
La cellule peut répondre de différentes manières, nous
verrons dans ce cours :
–Différenciation
Inflammation
Métabolisme
–Migration
–Adhérence : interaction cellule-cellule, cellule-
MEC.
La plupart des eucaryotes sont pluricellulaires, au cours du développement les cellules vont se
différencier : on part d'une cellule totipotente, qui va se diviser et va acquérir un certain nombre de « caractères
différenciés » qui vont permettre à chaque cellule d'avoir une fonction unique.
Le fait de réaliser une fonction unique ce n'est pas parce que les cellules ont gagné cette fonction mais parce
qu'elles ont perdu leur plurifonctionnalité ++ elles gardent une seule fonction spécialisée.
La constitution d’un individu nécessite la mise en place :
•D’un programme génétique de différenciation des cellules ;
•De relations entre les cellules.
La cohésion des cellules nécessite de la matrice, ce sont les cellules qui élaborent la matrice et dans un
tissu, les cellules vont coordonner leurs fonctions au cours du développement puis ensuite durant la vie adulte.
Pour créer un organisme 4 processus majeurs :
–Prolifération cellulaire
–Spécialisation cellulaire : différenciation
–Interaction cellulaire : adhérence
–Mouvement cellulaire : migration
Chacun de ces processus sont mis en place suite à des stimuli, dans des conditions physiologiques ou
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pathologiques.
Exemples pour montrer la force de l’adhérence et la mémoire de l'adhérence cellule-cellule/cellule-matrice
Exemple 1 : Embryon amphibien
–On prend un embryon d'amphibien avec l'épiderme,
mésoderme et endoderme ;
–Si on désassemble cet embryon, on fait en sorte que les
cellules ne soient plus organisées, on mélange de façon
aléatoire ces cellules on obtient un amas de ces cellules et si
on laisse un peu de temps, progressivement on ré-obtient
l'organisation (épiderme, mésoderme, endoderme et tube
neural) ;
–Au tout premier stade embryonnaire, les effets de
l'adhérence sélective (=pas au hasard) cellule-cellule et
cellule-matrice sont très puissants car ça permet à l’embryon
de se reformer de façon parfaite.
→ C'est un exemple, ce n'est pas à apprendre
Exemple 2 : Dépôt de fibronectine sur 2 lames de verres
–Lame de verre : sur une lame de verre a été déposé une même quantité de fibronectine
(composant de la MEC), soit en un seul point, soit en plusieurs points mais toujours la
même quantité ;
–Après on a déposé une cellule sur le gros point et les multiples petits points ;
–Quand les cellules ont été cultivées sur le gros point : elles meurent par apoptose, mais
si cultivées sur petits points : elles vont s'étaler, les cellules vont adhérer et survivre et
même croître. => Interaction cellules – matrices pour la survie et la croissance
cellulaire (prolifération).
Exemple 3 : Différenciation de la glande salivaire
Différenciation de la glande salivaire :
On utilise une glande salivaire que l’on débarasse de son mésoderme environnant ;
il ne nous reste alors que l’endoderme glandulaire + sa lame basale :
–Cet explant débarrassé de mésoderme est traité par la collagénase et la
hyaluronidase pour dégrader la MEC. La lame basale est une MEC
spécialisée donc on enlève cette lame basale. Si on laisse les choses
comme ça en culture, la lame basale va être régénérée par les cellules de
l'endoderme mais la différenciation est incomplète ;
–Quand on ajoute du mésenchyme, on obtient une différenciation
complète de la glande salivaire ;
–Cependant, si on ajoute du mésenchyme directement, sans attendre la
régénération de la lame basale, on n’a aucune prolifération, l'explant ne
bouge plus.
→ L'adhérence à la matrice, ou a d'autres types cellulaires (adhérence avec
mésenchyme par exemple) peut induire de la différenciation.
→ Sans interaction matrice-cellule, pas de différenciation.
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Exemple 4 : Survie de cellule exposées à radiations selon le mode de culture
Étude visant à tester la capacité des cellules à pousser en soit :
–2D boite de plastique toute simple ;
–2D boite de plastique qui avait été préalablement recouverte de MEC ;
–Dans une MEC en 3D.
Pour chacune de ces 3 conditions de culture on a regardé la survie après une radiation : c’était pour mimer un
traitement anticancéreux par radiothérapie.
✔Pour une même dose de radiation : La cellule qui a été cultivé en 2D sur du plastique meurt plus vite
qu'une cellule qui a été cultivé en 2D sur du plastique avec de la MEC et encore moins que les cellules
cultivées en 3D.
✔ La survie et le milieu de culture sont connectés. Les cellules en 3D sont plus radio-résistantes que les
cellules cultivées en 2D.
Les conditions de culture modulent la survie cellulaire après une radiation.
→ Une des conclusions de ce travail a été de dire que les cellules cultivées en 2D dans une MEC sont plus
radio et chimio résistantes que les cellules cultivées en 2D.
→ Attention : quand on veut tester des thérapies il faut trouver les bons modèles, un bon milieu de
culture : il faut surtout mettre en place des cultures cellulaires en 3D dans la recherche des molécules anti
cancéreuses : l'adhérence à la matrice c'est aussi ce qu'on étudie dans nos boites de culture pour participer
à la recherche de molécules anti cancéreuses.
++ A la fin de ce cours, vous devrez être capables : ++
–Présenter la MEC et les molécules qui la constituent.
–Présenter l’organisation moléculaires des interactions cellule-cellule et cellule-matrice.
–Exposer les principes généraux de la différenciation cellulaire.
–Exposer les différents types de cellules souches.
–Analyser des documents (textes ou figures) issus d'un article scientifique : c'est à dire le présenter et
interpréter.
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II) Adhérence cellulaire
A) Principes généraux de l'adhérence cellulaire
L’adhérence cellulaire ou adhérence entre les cellules et la matrice extracellulaire a 2 grands piliers :
➔Adhérence jonctionnelle : permet la formation de tissus grâce aux interactions adhésives et stables ;
✔Tissus épithéliaux ou endothéliaux ;
➔Adhérence non jonctionnelle : résultat d’interactions transitoires et labiles.
–Adhérence avec de la matrice ou de la lame basale ;
–Dans une cellule, un entérocyte par exemple, on a des jonctions serrées (tight junctions) qui représente
une frontière entre 2 régions cellulaires membranaires : le pôle apical et le pôle basolatéral. Ces jonctions
permettent une certaine imperméabilité également ;
–EN MO à transmission :
•Microvillosités
•Desmosome
•Jonction GAP : jonction communicante
→ Ça c'est dans un épithélium adhérence cellule-cellule.
Dans l'épithélium, l' adhérence cellule-matrice est possible par les :
–Hémidesmosomes ;
–Adhésions focales ou plaques d'adhésion.
Pour l'adhésion non jonctionnelle : il n'y a pas ces structures aussi bien caractérisée puisque les jonctions sont
labiles et transitoires, pas de structures stables qui permettent de stabiliser le tissu.
→ L'ensemble de ces jonctions (jonctionnelle ou non jonctionnelle) va nécessiter des molécules de
reconnaissance à la surface des cellules : ce sont des récepteurs ou des protéines d'adhérence.
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