Molécules d’adhérence cellulaire

La Superfamille des Immunoglobulines (Ig-SF)

• Nature et Propriétés :

  • Il s'agit de molécules d'adhérence de type CAM (Cell Adhesion Molecules).

  • Elles assurent principalement des interactions Cellule - Cellule.

  • Leur mode de liaison peut être :

    • Homotypique/Homophile : Exemple de la N-CAM (présente dans les cellules nerveuses).

    • Hétérotypique/Hétérophile : Exemple de l'interaction des leucocytes avec la I-CAM.

  • Dépendance ionique : Contrairement à d'autres familles, leur adhérence est indépendante des ions (notamment le $Ca^{2+}$).

• Structure Moléculaire :

  • Ce sont des protéines à passage unique (Single pass).

  • La structure extracellulaire est composée de domaines dits "Ig-like" (similaires aux immunoglobulines) stabilisés par des ponts disulfures (pont S-S).

  • Bien qu'elles possèdent ces domaines caractéristiques que l'on retrouve dans les anticorps, il est crucial de noter qu'on ne parle pas d'immunoglobulines au sens immunologique strict.

  • Elles ne possèdent qu'un seul domaine transmembranaire.

• Caractéristiques Additionnelles :

  • Cette famille regroupe environ une trentaine de molécules différentes.

  • Leur structure est organisée en boucles.

Les Cadhérines

• Nature et Propriétés :

  • Molécules de type CAM spécialisées dans les interactions Cellule - Cellule.

  • Leur mode de liaison est majoritairement Homotypique et Homophile.

  • Dépendance ionique : L'adhérence est strictement dépendante du calcium ($Ca^{2+}$).

• Structure et Conformation :

  • Ce sont des glycoprotéines transmembranaires à passage unique (Single pass), comme la Cadhérine E.

  • La partie extracellulaire est constituée de domaines cadhérine.

  • Impact du calcium :

    • En présence de $Ca^{2+}$, la cadhérine adopte une configuration rigidifiée, permettant l'adhérence.

    • En l'absence de $Ca^{2+}$, la molécule se recroqueville (perte de fonction adhésive).

• Rôles Biologiques :

  • Elles jouent un rôle fondamental dans le triage cellulaire (ou ségrégation cellulaire).

  • Elles interviennent de manière critique lors du développement embryonnaire, notamment dans la formation du tube neural et la différenciation cellulaire.

• Exemples Notables :

  • Cadhérine E (Epithelial) : La première découverte.

  • Desmogléine et Desmocolline : Présentes dans les épithéliums stratifiés.

  • Cadhérine N (Nerveuse).

  • Cadhérine P (Placentaire).

• Diversité : La famille comprend environ une quarantaine de membres.

Les Sélectines

• Nature et Propriétés :

  • Molécules de type CAM assurant des interactions Cellule - Cellule.

  • Le mode de liaison est Hétérotypique et Hétérophile.

  • Dépendance ionique : Nécessitent la présence de Ca^{2+ land .

• Structure et Mécanisme de Reconnaissance :

  • Glycoprotéines transmembranaires possédant un domaine lectine en position extracellulaire.

  • Reconnaissance des sucres : Le domaine lectine reconnaît spécifiquement les motifs glucidiques (sucres) du cell-coat. Il reconnaît notamment le motif NANA ($\text{Acide N-acetylneuraminique}$), qui est un motif sialique permettant la liaison au sucre.

  • Possèdent un seul domaine transmembranaire.

• Rôle dans la Diapédèse (Trapping / Rolling) :

  • Elles sont responsables de la première étape de la diapédèse du leucocyte dans le flux sanguin.

  • Capture (Trapping) : Reconnaissance des sucres du cell-coat entraînant une adhérence labile, brève et spécifique. Cette étape est nécessaire car la vitesse du sang est très élevée.

  • Roulement (Rolling) : Le leucocyte effectue un arrêt bref et spontané, mais l'adhérence reste labile, permettant au leucocyte de rouler sur l'endothélium.

• Exemples :

  • Sélectine L : Sur les lymphocytes.

  • Sélectine P : Sur les plaquettes.

  • Sélectine E : Sur les cellules endothéliales (interagit avec le leucocyte via la reconnaissance des sucres).

Les Intégrines

• Nature et Propriétés :

  • Ce sont principalement des SAM (Substrate Adhesion Molecules), assurant la liaison Cellule - Matrice Extracellulaire (MEC).

  • Plus rarement, elles peuvent agir comme des CAM (liaison Cellule - Cellule).

  • Dépendance ionique : Nécessitent des ions $Ca^{2+}$ et $Mg^{2+}$ (récepteurs extracellulaires).

• Structure :

  • Composées de deux sous-unités non liées par covalence : $\alpha$ et $\beta$.

  • Ce sont des glycoprotéines transmembranaires à passage unique.

  • États conformationnels :

    • Active : Déployée (état habituel pour les cellules intégrées dans un tissu).

    • Inactive : Repliée.

    • Le passage d'un état à l'autre est contrôlé par des mécanismes de signalisation.

• Signalisation :

  • Inside-out (De l'intérieur vers l'extérieur) : Implique la phosphorylation des phosphatidylinositols en phosphoinositides.

  • Outside-in (De l'extérieur vers l'intérieur) : Déclenchée par la liaison à des protéines de la MEC comme la fibronectine (via le motif de liaison RGD : $\text{Arg-Gly-Asp}$) ou la laminine.

• Rôles et Exemples :

  • Assurent l'immobilisation ferme et la transmigration lors de la diapédèse (grâce au chimiotactisme induit par les chimiokines).

  • $\alpha_5 \beta_1$ : Présente sur les fibroblastes, lie la fibronectine. C'est un PFA (Point de Focal d’Adhérence), molécule ubiquitaire.

  • $\alpha_6 \beta_4$ : Présente sur les cellules endothéliales, lie la laminine au pôle basolatéral (constituant de l'hémidesmosome).

  • $\alpha_L \beta_2$ (LFA-1) : Permet la reconnaissance transitoire entre le leucocyte et la cellule endothéliale.

Pathologies et Dysfonctionnements

• Cancer et Métastases :

  • Inhibition de contact : Les cellules cancéreuses deviennent insensibles à l'inhibition de contact, notamment par l'action de métalloprotéases.

  • Transformation carcinomateuse : On observe une modification des intégrines rendant la cellule anormalement mobile.

  • À un stade avancé, il y a une disparition des cadhérines et des intégrines, facilitant la dissémination métastatique.

• Déficience d'Adhésion Leucocytaire de type 1 (LAD-1) :

  • Pathologie causée par une mutation de la sous-unité $\beta_2$.

  • Conséquence : L'intégrine $\alpha_L \beta_2$ n'est plus fonctionnelle.

  • Ceci entraîne une modification majeure du processus inflammatoire car les leucocytes ne peuvent plus réaliser correctement la diapédèse.