Adhésion et jonction cellulaire PDF

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Adhésion et jonction cellulaire...

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Adhésions et jonctions cellulaires adhésion : base de la formation des êtres pluricellulaires → pour former des tissus impliquent des reconnaissances : transitoires = adhésions, ou plus fixes = jonctions ( plus spécifiques ). jonction : reconnaissance spécifique avec le cytosquelette

Adhésion Adhésion cellule-cellule homotypique = 2 cellules de même type → le plus souvent hétérotypique : 2 cellules de natures différentes adhésion cellule-matrice 2 types de molécule d'adhérence : CAM hétérotypique ou homotypique cellule-cellule SAM : cellule-matrice → soit des simples rapprochements transitoires soit et surtout des mécanismes d'adhérences jonctionnelles.

les CAM 2 types de reconnaissances : adhésion : homophile = même type de molécule hétérophile = 2 types de molécules différentes → font intervenir des protéines trans-membranaires spécialisées : la superfamille des immunoglobulines : CAM les c adhérines : CAM les sélectines : CAM les intégrines  : SAM/CAM → ont une base moléculaire commune : obligatoirement trans-membranaires avec un seul domaine trans-membranaire, polarisées, une extrémité C-terminal tournée vers le cytosol qui va pouvoir lier le cytosquelette indirectement avec des protéines de liaisons. Une extrémité N-terminal tournée vers le milieu extra-cellulaire → plusieurs domaines qui sont toujours glycosylés = obligatoirement ! Elles possèdent un site d'adhésion : soit à l'extrémité = N-terminal, mais peut aussi être trouvée plus haute, plus proche de

la membrane. La superfamille des immunoglobulines : CAM Il en existe une 30aine. Elles exercent toujours la fonction de CAM. Cette interaction se fait obligatoirement de manière calcium indépendante. 2 types de reconnaissance : cellule-cellule homophile : N-CAM ( neural cell adhésion molecule ) = molécule type → exprimée à la surface des cellules nerveuses → important pour l'histogénèse des cellules nerveuses cellule-cellule hétérophile : I-CAMs ( intercellular cell adhesion molecule ). → reconnaît intégrine spécifique exprimée à la surface des leucocytes ex : intégrine αLβ2 structure de ces CAM : partie extracellulaire : domaines qui sont des boucles répétées d'immunoglobuline-like = même type de domaine que dans les anticorps → maintenu grâce à la présence de ponts disulfures => le tout est glycosylé ! Les cadhérines Elles sont uniquement homophiles. Elles sont très importantes, retrouvées dans les jonctions  cellulaires. Elles sont c alcium dépendantes. cadhérine E : exprimée en surface des cellules épithéliales polarisées → retrouvée dans les zonula adhérens → sur face latérale → absente  du pôle apical desmocolline desmogléines → ces 2 dernières sont capables de faire des adhésions homophiles avec les jonctions desmosomale => retrouvées dans les kératinocytes, en surface des cellules dans les épithéliums stratifiés. ex : adhésion desmocolline-desmocolline et desmogléine-desmogléine cadhérines N → neuronales cadhérines P → dans le placenta … domaines cadhérines répétés domaine cytosolique lie le cytosquelette et domaine EC qui lie une autre cadhérine. La reconnaissance fait intervenir le calcium qui se fixe de part et d'autre des domaines cadhérine. Il permet, lors d'une concentration suffisante en Ca2+, un changement conformationnel de la protéine en la rigidifiant pour permettre d'exposer la partie N-terminal pour reconnaître le

domaine de reconnaissance avec une autre cadhérine : typiquement la cadhérine E. quand la concentration extra-cellulaire change, elle revient à son état replié → elle ne peut plus faire d'adhésion = sans Ca2+, incapable de faire de l'adhésion. Elles jouent un rôle dans la formation du tube neural. Dans l'ectoderme, il y aura expression de la cadhérine E : pincement de l'ectoderme avec perte d'expression de la cadhérine E pour certaines cellules mais qui vont en exprimer d'autre, comme la cadhérine N, et il y aura alors fusion ce qui pincera l'ectoderme, formant l'ébauche du tube neural. ectoderme exprime cadhérine E → différentiation cellulaire → certaines cellules perdent expression de cadhérine E et exprime la N-cadhérine et cadhérine6B et les autres expriment toujours E → ensemble des cadhérines peuvent faire adhésion cadhérineE-cadhérineE et cadhérine6B-cadhérine6B → ferme tube → mutations ont conséquences pathologiques

Les cadhérines sont impliquées dans les cancers. Elles sont responsables du phénomène d'inhibition de contact, observable dans une boite de culture en laboratoire. Les cellules vont croître jusqu'à ce qu'elles soient toutes accolées, formant une seule couche dans la boite de culture = une seule couche de cellule, et vont s'arrêter ensuite car vont faire l'adhésion cadhérine-cadhérine et elles sont sensibles à l'inhibition de contact. En revanche, des cellules cancéreuses vont continuer à se diviser, enchaînant les cycles cellulaires, sans réellement jamais se différencier, et elles vont former des multicouches de cellules, sans faire de mono-couche car elles ne sont plus sensibles à l'inhibition de contact. Elles n'expriment pas, ou peu de cadhérine, d'où cette inhibition et cette prolifération. Formation d'une métastase : d'abord, prolifération cellulaire à partir d'une cellule cancéreuse = tumeur bénigne. Elles seront ensuite invasives car elles vont pouvoir migrer à travers le tissu conjonctif et rejoignant le courant sanguin ou lymphatique. Elles vont ensuite être capable d'envahir des tissus environnant pour former une métastase. Elles n'ont plus de cadhérines car il y aura des métalloprotéases qui vont pouvoir venir grignoter = cliver la partie EC des cadhérines. Les séléctines : CAM Ca 2+ dépendant cellule-cellule hétérophiles sélectine E : exprimée en surface des cellules endothéliales → reconnaissance sélectine-sucre = les sucres des glycoprotéines ou des glycolipides complexes par

les acides sialiques → permet le trapping  des leucocytes selectine L : en surface des lymphocytes selectine P : exprimée en surface des plaquettes structure : domaine lectine à l'extrémité qui est capable de reconnaître un motif de sucre qui fait intervenir au moins un acide sialique → liaison se fait grâce au calcium extra cellulaire impliquées dans le trapping des leucocytes = étapes importantes dans la diapédèse différents leucocytes sucres à leur surface reconnaissent domaines  lectines qui appartiennent aux sélectines => par l'acide sialique Le leucocyte exprime à sa surface beaucoup de glycoprotéines complexes qui seront reconnues par la sélectine. L'adhésion permet de capturer le leucocyte. → se fait de façon très spontanée et très brève dans un temps suffisamment court pour arrimer le leucocyte, mais elle est hautement spécifique : permet d'attraper le leucocyte, de le ralentir pour lui permettre de rouler sur les cellules endothéliales car doit arriver au plus proche du site d'inflammation. Intégrines : CA2+ Mg2+ dépendant SAM : intégrine α5β1 expression ubiquitaire → combinaison détermine spécificité de la protéine au ligand intégrine α5β1 → fibronectine comme dans le PFA des fibroblastes intégrine α6β4 exprimée à la surface des cellules épithéliales polarisées ( pôle basal ) → avec laminine comme dans l'hémidesmosome d'une cellule épithéliale. => la spécificité des 2 sous-unités permettra d'avoir une combinaison spécifique de l'intégrine qui pourra lier un ligand => combinaison = spécificité. CAM : hétéro intégrine αLβ2 : exprimée à surface des leucocytes → avec I -CAMs ( superfamille des Ig ) comme la reconnaissance leucocyte – cellule endothéliale Elle peut faire de l'adhésion transitoire ( PFA ou diapédèse ) mais aussi de l'adhésion permanente comme le mécanisme de jonction = L'hémidesmosome. Elles sont dépendantes du Ca et du Mg, mais cela ne permet pas de les activer : cela leur permet seulement d'être fonctionnelles. Le changement de conformation active / inactive sera réellement réalisé par l'intermédiaire d'une signalisation : IC ou EC. On passera alors d'une intégrine inactive à une intégrine active. Inactive → active : peut se faire seulement si les concentrations des deux ions sont suffisantes !

Signalisation à l'extérieur : signalisation outside-in = de l'extérieur vers l'intérieur : les intégrines vont d'abord reconnaître la fibronectine, ce qui impliquera un changement de conformation = déploiement des tête et espacement des extrémités cytosoliques pour exposer un site de liaison qui permettra de lier le cytosquelette via des protéines de liaisons. Signalisation à l'intérieur : signalisation inside-out : le changement de conformation est régulé par les phosphoinositides : ils marquent la membrane qui forme une signalisation = liaison avec le couple talline-vinculine et l'actine ( par exemple ), puis déploiement et espacement, pour pouvoir aller ensuite fixer la fibronectine. => sont sûrement les molécules les plus mobiles → très mobiles dans la bicouche car rapidité d'association / dissociation très importante, mais attention, elles peuvent être aussi extrêmement fixes. La reconnaissance avec la fibronectine se fait sur un motif propre à la fibronectine = m  otif RGD. Elles peuvent aussi avoir un rôle de CAM : retrouvées sur la membrane plasmique du leucocyte. Cela permet d'avoir une adhésion cellule-cellule = hétérotypique avec une reconnaissance hétérophile. Le système d'adhésion est beaucoup plus fort : met en jeu l'intégrine αL β2, et I-CAM. L'intégrine est sous une conformation inactive. Lorsque les concentrations en ions sont suffisantes, la signalisation est imposée par le lieu d'inflammation : il va être reconnu par le leucocyte = changement de conformation de l'intégrine du leucocyte qui se fait au plus proche du site de l'inflammation => réarrangement du cytosquelette sous-membranaire = de l'actine corticale pour pouvoir imposer à la cellule de changer de forme pour pouvoir se faufiler. Grâce à la présence de c himiokines, les cellules peuvent rejoindre au plus proche le lieu d'inflammation. L'adhésion permet réellement d'immobiliser le leucocyte, après le trapping qui est plus un roulement => ensuite, encore une signalisation pour permettre à l'actine sous-corticale de se réarranger => chimiotactisme attiré par la présence de la sécrétion de chimiokines.

Les Jonctions cellulaires sont présentes dans de nombreux types cellulaires chez les métazoaires = eucaryotes pluricellulaires. Les jonctions sont classées selon 2 critères : la forme ceinturantes = tout autour de la cellule flaques boutons pressions = structures symétriques l'espace intercellulaire jonctions complètement étanches, serrées jonctions communicantes = persistance d'un espace intercellulaire jonctions adhérentes mais qui génère un espace intercellulaire assez grand hémidesmosome : cellule-matrice donc évidemment, pas d'espace intercellulaire => nécessaires pour constituer des tissus → base de l'organisation cellulaire → tous les tissus n'ont pas l'ensemble de ces jonctions → l'entérocyte est le modèle de base pour connaître la relation structure / fonction, il posséde les 5 jonctions ! => a ucune jonction n'est ubiquitaire ! Tight junction ou jonctions serrées La tight jonction forme une bande continue. Elle est trouvée dans tous les épithéliums polarisés. Aspect ultrastructural : rapprochement très étroit entre les 2 membranes plasmiques des 2 cellules. Il permet de créer une structure pentalaméllaire => impression de fusion des membranes. C'est le principe de fermeture éclaire avec plusieurs points de contacts plus ou moins grands. Les lignes de scellages sont des protéines trans-membranaires a 4 passages transmembranaires qui sont au nombre de 2 : claudine et occludine. Cette jonction a différents rôles : assurer une étanchéité entre 2 compartiments et empêcher tout passage de protéine créer une frontière entre les 2 pôles empêcher les protéines de diffuser latéralement entre les 2 polarités cellulaires. Elle n'est pas complètement fermée : elle contrôle le passage de l'eau et des substances dissoutes : permet des échanges entre les 2 cellules épithéliales voisines : le réseau protéique va pouvoir se relâcher un peu. Claudine et occludine s'associent entre elles de façon homophile. Il y aura ensuite des liaisons au cytosquelette par des couples de protéines Z01, Z02 et Z03 qui s'associeront plus classiquement avec l'occludine. Ces complexes vont se lier à une protéine fibreuse : la singuline = appartient à la famille de la spectrine( comme la dystrophine ). Elle va lier l'actine. C'est une proteine fibreuse et d  imérique.

Parmi ces protéines, la protéine la plus importante est la Claudine : c'est elle qui permet de se relâcher quand il y en a besoin. La cellule contrôle le nombre d'alignement, car l'épaisseur de la jonction serrée n'est pas fixe = peut varier : à un moment donné, en fonction d'un type cellulaire et de l'état d'activité de la cellule : il y a une seule tight jonction mais c'est le nombre de maille qui va changer. Il peut se faire un relâchement temporaire, et c'est la Occludine qui joue sur le relâchement pour permettre la formation de petits pores aqueux. MET : C'est la jonction la plus dense aux électrons. Parfois il faut presque monter DANS les microvillosités pour les voir. On peut voir le Terminal WeB = faisceau d'actine qui vont permettre de s'ancré pour la tight junction. → retrouvées dans épithéliums polarisés : ex : entérocytes, cellules ciliées, cellules caliciformes, épithéliums des canaux excréteurs → lignes de collage plus ou moins nombreuses car vont s'entrecroiser de façon variable → barrière plus ou moins efficace → indispensable pour maintenir les différences de pH Gap jonctions Permet de générer un espace de 2 à 3 nm, ce qui créé un aspect à 7 feuillets : les 2 membranes et l'espace. Elles forment des flaques asymétriques de tailles très variables. Retrouvées dans tous les épithéliums, les cellules musculaires, osseuses, fibroblastes, neurones. Elle est constituée d'une juxtaposition de petits pores simples qui créées des canaux. Elle met en jeu des protéines identiques : la connexine. C'est la sous-unité de base : 6 connexines = 1 connexon = 1 hémi-canal. 2 connexons apposés = 1 canal complet. Ce canal sert à faire un : couplage électrochimique : permet de faire passer les ions, et permettre une conductance = courant = couplage entre les cellules : important pour les cellules musculaires et sensorielles. Ce couplage peut aller dans les deux sens mais respecte quand même les concentration ! Couplage métabolique : permettre de faire passer l'AMPc, des a.a, de l'ATP, des seconds messagers mais dépend de la taille des molécules ! = inférieur à 1 000 D. = partage de ressources entre deux cellules Il y en a plusieurs sur une cellule. C'est la seule jonction qui ne fait j amais le lien avec le cytosquelette. Ses protéines ne sont pas des CAM : elles sont classées en fonction de leur poids moléculaire. Ex connexine 43 = 43kD. Elles sont fonctions de certains tissus ex : connexine 26 retrouvée dans l'oreille interne et le foie ou connexine 31 dans la peau. La taille de ces jonctions n'est pas

fixe : elle peut faire intervenir pleins de connexons, en fonction des besoins de la cellule. Elles peuvent être régulées car elles ne sont pas toujours en conformation ouverte ou fermée. Si on phosphoryle les connexines, on ferme la jonction. Quand on varie le pH = baisse, on ferme également les jonctions => dans les cellules cancéreuses, le pH est acide, donc les jonctions sont fermées, ce qui isolera les cellules cancéreuses. En cas de Ca2+ élevé, les jonctions sont également fermées. => La calmoduline qui a 4 sites de fixation pour le calcium le prend en charge et l'amène aux connexines : elle se fixe directement sur une connexine entraînant la fermeture de la jonction. C'est très dynamique. Ex : cellules tumorales : acidification du cytosol = isolement des cellules permettant une autonomie cellulaire. Mutation dans la connexine 26 = responsable d'une surdité congénitale car entraîne la mort des cellules de l'oreille interne → elles ne sont plus capables de communiquer. Cellules musculaire lisse du myoreth pendant l'accouchement : les GAP permettent de synchroniser les contraction msuculaire par l'oestrogéne. Stimule la production  et l'expression des connexines = augmente taille et nombre des Gap. Aprés l'accouchement, quand la concentration en Ostrogéne diminue, les GAP vont être éliminées par autophagie. Zonula adherens Très présente dans les cellules épithéliales. Elle fait le lien avec beaucoup d'actines et forme une ceinture en dessous de la tight jonction. Le terminal web est un faisceau lâche d'actine. Les faisceaux serrés dans les microvillosités sont pris en charge par ce terminal web avec en face la zonula adhérens. Ménage un espace de 1 5 à 20nm. Elle met en jeu la cadhérine avec des protéines de liaisons : les caténines p120, b  êta et alpha. Cathénine alpha : fait le lien avec l'actine cathénine p120 : son rôle est de stabiliser la cadhérine E = la première sous la membrane plasmique cathénine bêta : est importante pour la mise en place de la jonction : elle est très sensible à la phosphorylation : c'est le centre organisateur de la mise en place de la jonction. En MET, on voit les faisceaux d'actine reliés au terminal web, extrêmement dense aux électrons. C'est la p  remière jonction qui se met en place : si elle n'est pas là, on ne peut pas faire de tight jonction car c'est la cadhérine E qui est sensible au contact, comme dans les cellules cancéreuses → n'ont pas de cadhérine

fonctionnelles, donc n'établiront aucune hyperphosphorylée dans les cellules zonula adherens Transmission de signaux extracellulaire.

jonctions ! La cathénine Bêta est cancéreuses = dessasemblage de la

Desmosome Permet de résister aux mécanismes d'étirement. Ce sont des filaments intermédiaires qui vont permettre de donner de la résistance à la cellule = augmente la force mécanique des tissus. On peut en avoir une centaine dans une cellule. C'est une structure symétrique : espace de 30 à 50 nm. L'espace est appelé la d  esmoglée = là où on peut voir des espèces d'agrafes car met en jeu d'autres CAM : la desmogléines et la desmocolline. Elles vont s'ancrer dans une plaque desmosomale qui va pouvoir lier les filaments intermédiaires. Ces protéines trans-membranaires sont des CAM, avec leur partie C-terminal accrochée à la plakoglobine et la desmoplakine qui constituent la plaque desmosomale. C'est la desmoplakine ( dimére) qui a des sites de liaison pour les FI. D  esomplakine + plakoglobines = caténines L'appellation des FI est dépendantes du type de cellule : cytokératine dans la plupart des cellules épithéliales ou desmine pour les cellules musculaire. En MET : on a l'impression que c'est crayonné = colorié par des enfants. Trés dense.

la plus complexe, la plus différencié et la plus solide. permet d'associer les cellules entre elles, il y en a plusieurs dans une seule cellule → assurent une adhérence solide, augmente la résistance, en répartissant les tensions à travers l'ensemble des cellules jonction pratiquement insoluble aux traitements dénaturant du fait de la présence des filaments intermédiaires, on ne la voit jamais en cryofracture. Hémidesmosomes C'est la moitié d'un desmosome : permet l'ancrage d'une cellule à sa MEC. Il met en jeu des protéines relativement identique, notamment pour la plaque desmosomale. Elles sont relativement

proches : c'est la desmoplakine qui relie les FI. De l'autre coté, fait intervenir des SAM = les intégrines α  6β4, qui lie la laminine, reconnaît le motif RGD. Elle s'associe au collagène IV, puis au VII, et enfin elles rejoignent un collagène strié = collagène I.

Pathologie : Dermatose bulleuse auto-immune, ce sont des auto-anticorps qui se fixe sur des éléments constitutifs de la peau.Si les anti-corps sont dirigés contre le collagène de type VII , la lame basale est au toit de la bulle. Si l'anticorps est dirigé contre l'intégrine, la lame basale est au pla...