PLAN: Jonctions cellule-cellule

Jonctions d’ancrage à base de cadhérines

Les systèmes de jonction, identifiables en ME, sont de 3 types: occludens, d’ancrage et communicantes. Les systèmes de type occludens et de type communicant sont toujours des jonctions cellule-cellule alors que les jonctions d’ancrage se rencontrent aussi bien entre deux cellules (zonula adhaerens et desmosomes) qu’entre une cellule et la MEC (contacts focaux et hémidesmosomes).

1. Les cadhérines constituent une famille hétérogène de molécules d’adhésion

Les cadhérines sont présentes chez tous les animaux pluricellulaires. C’est également présent chez les choanoflagellés et dans les cellules cancéreuses.
Les cadhérines sont dépendante des ions Ca++. Le fait de retirer le Ca++ du milieu extracellulaire entraîne le relâchement des liens d’adhésion établis par l’intermédiaire des cadhérines donc il y a une augmentation de la flexibilité dans les charnières qui conduira la destruction de la liaison.

2. Les cadhérines servent d'intermédiaire dans l'adhésion homophile

Une liaison homophile est une jonction d’ancrage entre cellules qui sont en général symétriques. Si la liaison est avec l’actine d’un côté de la jonction elle se fera aussi avec l’actine de l’autre côté.
Les liaisons entre cadhérines sont homophile (entre 2 molécules du même type).

Les extrémités C sont toujours en intracytosolique.
Velcro: Quand elles se lient à un partenaire orienté en sens inverse sur une autre cellule, les molécules de cadhérine sont souvent regroupées les unes à côté des autres sur la même cellule.

3. L’adhésion cellule-cellule dépendante de la cadhérine guide l’organisation des tissus en développement

L’adhésion cellulaire dépend uniquement du type de cadhérine qui va être utilisé.

Exemple du tube neural

• Dans l’embryon de vertébré par exemple on voit des modifications de l’expression des cadhérines quand le tube neural se forme et se sépare, par invagination, de l'ectoderme placé au-dessus de lui.
• Les cellules du tube neural perdent leur cadhérine-E et acquièrent d'autres cadhérines, dont la cadhérine-N, alors que les cellules de l'ectoderme, situé au-dessus, continuent à exprimer la cadhérine-E.

Il semble donc très probable que les différences, à la fois qualitatives et quantitatives dans l'expression des cadhérines, ont un rôle à jouer dans l'organisation des tissus.

4. Les cadhérines contrôlent les transitions entre épithélium et mésenchyme

Quand on active l'expression des molécules d'adhésion cellulaire, des cellules isolées dispersées, cellules mésenchymateuses, comme les fibroblastes peuvent se rassembler et former un épithélium.
À l'inverse, des cellules épithéliales peuvent modifier leur caractère, se disperser et migrer loin de leur épithélium parental, en tant que cellules individuelles séparées.
Ces transitions jouent un rôle important dans le développement embryonnaire normal.

5. Les caténines relient les cadhérines classiques au cytosquelette d'actine

Au niveau des jonctions d'adhésion, la queue de cadhérine se lie à deux protéines de ce type

• La b-caténine.
• Un parent éloigné, la p120-caténine.
• Une troisième protéine appelée a-caténine agit avec la b-caténine.
• Et recrute diverses autres protéines pour former une liaison dynamique aux filaments d’actine.

Au niveau des desmosomes les cadhérines sont liées aux filaments intermédiaires par l’intermédiaire d’autres protéines adaptatrices dont une protéine apparentés à la b-caténine et appelée plakoglobine.

6. Les jonctions adhérentes répondent aux forces générées par le cytosquelette d’actine

Il semble que les jonctions adhérentes soient sensibles aux forces qui s’exercent sur elle et modifient le comportement de l’actine et de la myosine locale pour équilibrer les forces des 2 côtés de la jonction.
La mécano transduction est la capacité à transformer un signal mécanique en modification de comportant jonctionnelle. Cette mécano-transduction dépend des protéines du complexe cadhérine au niveau des jonction cellule-cellule.

7. Le remodelage des tissus dépend de la coordination de la contraction par l’intermédiaire de l’actine avec l’adhésion cellule-cellule

8. Les desmosomes donnent une force mécanique aux épithéliums

Les desmosomes sont structurellement similaires aux jonctions adhérentes, mais contiennent des cadhérines qui sont reliés aux filaments intermédiaires des cellules adjacentes plutôt qu'à l'actine.

Ils ne sont pas présents dans les Drosophile

• Cellules épithéliales: filaments I de kératine.
• Cellules de muscles: filaments I de desmine.

Au fur et à mesure que les cellules montent vers la superficie il va y avoir une expression de cadhérines différentes.
ATTENTION: Les desmosomes ne sont pas uniquement spécifiques des tissus épithéliaux.

Les jonctions serrées

Les jonctions serrées forment une soudure entre les cellules et une barrière entre les domaines membranaires

Les jonctions serrées (= jonctions occlusives) sont au niveau du pôle apicale.

Le rôle des jonctions serrées

• Étanche.
• D’éviter la migration des prot membranaires qui sont dans le pôle apical vers le pôle baso-latéral.

Les jonctions serrées contiennent des brins de scellement constitués de protéines d’adhésion transmembranaires

Une fois que les jonctions serrés sont visualisées en ME après cryofracture, elles semblent être composées d’un réseau ramifié de brins de scellement qui encercle complètement l’extrémité apicale de chaque cellule du feuillet épithélial.

Il y a 3 prot de jonctions serrées

• Les claudines.
• L’occludine.
• La tricelluline.

Les claudines rénale sont nécessaires pour laisser passer les ions Mg++ entre les cellules des tubules rénaux, afin que cet ion soit réabsorbé depuis les urines vers le sang.

Des protéines d'échafaudage organisent les complexes protéiques de jonction

Les protéines zonula occuldens: = protéines ZO.
Ces molécules intracellulaires sont constituées de répétition de domaines de liaisons aux prot comprenant normalement plusieurs domaines PDZ d’environ 80 AA.

Les jonctions communicantes

Les jonctions communicantes couplent les cellules à la fois électriquement et métaboliquement

Les jonctions communicantes existent dans la plupart des tissus animaux

• Les tissus conjonctifs.
• Les tissus épithéliaux et le coeur.

On peut les observer au ME classique.
Les pores des jonctions communicantes sont de 1,4 nm ce qui permet les échanges d’ions inorganiques et autres petites molécules hydrosolubles mais pas de macromolécules comme les protéines ou les acides nucléiques.

Un connexon de jonctions communicantes est constitué de six sous-unités de connexines transmembranaires

Les connexons sont deux demi tuyaux qui font communiqué les cellules par des pores qui permettent aux petites molécules ou / et aux ions de circuler ce qui permet la communication de deux cytosols.
Les connexons sont constitués par des protéines que l’on appelle des connexines., qui sont des protéines transmembranaires à 4 passages (elles traversent 4 fois la M).
6 connexines s’assemblent pour former un connexon.

• On peut avoir des connexines différents dans un connexon: hétéromérique= hétéromère.
• On peut avoir des connexines identiques dans un connexon: homomérique= homomère.

Il y a une variabilité tissulaire, s’il y a une mutation dans une connexines il y aura un problème dans un tissu donné.
Ces jonctions communicantes sont régulées, elles sont capables de s’ouvrir et de se fermer.
Un connexon n’est pas un simple orifice qui fait circuler des choses, il comprend aussi des protéines qui sont capables d’ouvrir ou de fermer l’orifice.
Les jonctions communicantes sont avec des grande jonction communicante et des petites jonctions communicantes.

Chez les végétaux, les plasmodesmes remplissent de nombreuses fonctions similaires à celles des jonctions de type gap

Il n’y a pas de jonctions communicantes chez les végétaux, ce sont les plasmodesmes qui les remplacent.

Adhésion cellule-cellule transitoire

Les sélectines sont les intermédiaires transitoires de l'adhésion cellule-cellule dans le courant sanguin

Il existe des mécanismes d’adhésion plus spécialisés utilisés dans certain tissus.

Il y a trois autres superfamilles de protéines d’adhésion cellule-cellule

• Intégrines.
• Sélectines (ne vient pas du mot sélection= ca vient du mot lectine).
• Superfamille des immunoglobulines adhérentes.

Toutes ces superfamilles ont besoin de Ca++ SAUF les immunoglobulines. Ce qui permet d’en distinguer des classes.
Les sélectines sont des protéines de surface cellulaire qui sont capables de fixer des hydrates de carbones (lectines) et des intermédiaires transitoires de différentes interactions intercellulaires d’adhésion dans le sang.
Chaque sélectine est une protéine transmembranaire, possédant un domaine lectine conservé, qui se lie à des oligosaccharides spécifiques d’une autre cellule.
La sélectine s’attache au cytosol par des protéines d’ancrage.

Il existe 3 types de sélectine

• La L-sélectine sur les globules blancs.
• La P-sélectine sur les plaquettes sanguines.
• L’E-sélectine sur les cellules endothéliales activées.

Dans un organe lymphoïde les cellules endothéliales expriment des oligosaccharides qui sont reconnus par les L-sélectine, or dans les sites d’inflammation les cellules endothéliales se mettent à exprimer des sélectines qui sont reconnus par des oligosaccharides.
Les sélectines agissent à l’aide de protéines: les intégrines.
On a un vaisseau avec une adhésion lâche, un roulement des cellules leucocytes (white blood cell) avec une adhésion faible qui dépend de lectine-sélectine (ligan-récepteur) entre la cellule sanguine et la cellule épithéliale. On a en plus une liaison forte de la cellule blanche avec la cellule endothéiale, cette liaison dépend de l’intégrines.

Des membres de la superfamille des immunoglobulines sont les intermédiaires d'une adhésion cellule-cellule indépendante de Ca++

Parmi les molécules d’adhésion cellule-cellule qui sont intercellulaire il y a les ICAM, présente dans les cellules vasculaires on les appelle les VCAM.
On a aussi les NCAM pour les neurones.
Tous ces types d’ICAM sont sucrés.

Enseignement Jonctions cellule-cellule pour la faculté de médecine