13 – Molécule d'adhérence

Les molécules d'adhérence jouent un rôle fondamental dans l’organisation des cellules en tissus, assurant la cohésion, la communication et la reconnaissance cellulaire indispensables au développement embryonnaire et au maintien de l’intégrité des tissus adultes. Elles interviennent notamment dans la formation de jonctions intercellulaires (cellule-cellule) et dans les interactions cellule-matrice extracellulaire (MEC). Ces molécules, souvent des glycoprotéines membranaires, participent à des systèmes jonctionnels complexes qui transmettent des signaux spécifiques à l’intérieur des cellules, influençant leur comportement et leur organisation @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

1. Généralités sur les molécules d’adhérence

Les molécules d’adhérence se répartissent en deux grands groupes :

• CAM (Cell Adhesion Molecules) : situées sur la membrane plasmique des cellules.
• SAM (Substrate Adhesion Molecules) : présentes dans la matrice extracellulaire.

Les interactions entre cellules peuvent être :

• Homophiliques : entre molécules identiques.
• Hétérophiliques : entre molécules différentes.
• Homotypiques : entre cellules du même type.
• Hétérotypiques : entre cellules de types différents.

Ces interactions assurent la cohésion, la communication et la reconnaissance cellulaire, essentielles à la structuration des tissus.

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2. Les superfamilles de molécules d’adhérence cellulaire (CAM)

Les CAM regroupent quatre grandes superfamilles principales :

• Intégrines
• Cadhérines
• Molécules de la superfamille des immunoglobulines (IgSF)
• Sélectines

Caractéristiques communes

Ces molécules sont des glycoprotéines transmembranaires possédant des domaines extracellulaires et intracellulaires variables. Elles sont généralement monomériques, sauf les intégrines qui fonctionnent sous forme de dimères. Leur activité peut dépendre du calcium (Ca²⁺) ou du magnésium (Mg²⁺), notamment pour les sélectines, cadhérines et intégrines, tandis que les IgSF n’en nécessitent pas.

Un phénomène de reconnaissance cellulaire spécifique a été démontré par une expérience sur des cellules dissociées d’embryons de poulet : l’adhérence dépend ou non du calcium selon le type cellulaire, illustrant la diversité fonctionnelle des CAM @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

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3. Les intégrines : des transmetteurs dynamiques entre cytosquelette et MEC

Les intégrines sont des molécules d’adhérence formées par l’association spécifique de sous-unités alpha et bêta, avec environ 20 types connus selon ces combinaisons. Elles jouent un rôle clé dans la liaison entre la cellule et la matrice extracellulaire.

Fonctions et spécificités

• Intégrines Beta 1 et Beta 4 : lient des composants de la MEC tels que la fibronectine, la laminine ou le collagène.
• ** Intégrines Beta 3** : exprimées à la surface des plaquettes, participent à la coagulation et à l’agrégation plaquettaire via des intégrines spécifiques comme alphaIIb Beta3.
• Intégrines Beta 2 : récepteurs des leucocytes, capables de reconnaître des molécules IgSF à leur surface.

Ces intégrines assurent un lien physique dynamique entre le cytosquelette d’actine et la MEC, essentiel à l’organisation cellulaire et tissulaire. Par exemple, la déstabilisation des microfilaments d’actine entraîne la perte d’adhésion des fibroblastes à la MEC, démontrant la spécificité de l’adhérence médiée par les intégrines.

Elles reconnaissent une séquence peptidique spécifique RGD (Arginine-Glycine-Acide aspartique) sur leurs ligands ; toute modification de cette séquence perturbe l’adhérence cellulaire @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

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4. La superfamille des immunoglobulines (IgSF) : diversité et fonctions dans le système nerveux

La superfamille des IgSF comprend environ 50 membres, exprimés préférentiellement dans le système nerveux central. Ces molécules sont également retrouvées chez les invertébrés, comme la drosophile, et sont considérées comme des formes anciennes des cadhérines classiques.

Structure et fonctions

• Possèdent des segments extracellulaires (EC) comportant plus de 5 domaines.
• Leur domaine intracellulaire (IC) est très variable, contrairement aux cadhérines classiques dont le domaine IC est conservé.
• Leurs fonctions restent encore mal connues, mais elles participeraient au maintien de la structure des synapses et aux phénomènes de spécificité de reconnaissance.
• La variabilité du domaine IC leur confère probablement des rôles divers, notamment par l’activation de différentes voies de signalisation intracellulaire @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

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5. Les sélectines : acteurs clés de l’adhésion transitoire et de la migration leucocytaire

Les sélectines sont des molécules d’adhérence impliquées dans des phénomènes d’adhésion brefs mais très spécifiques. Contrairement aux autres CAM, elles ne sont pas exprimées en permanence à la surface cellulaire. Leur expression est rapide et transitoire, résultant du transport depuis des vésicules intracellulaires vers la membrane, suivi d’une endocytose et dégradation.

Types et rôles

• E-sélectine : exprimée à la surface de l’endothélium vasculaire.
• P-sélectine : présente sur les plaquettes.
• L-sélectine : exprimée sur les lymphocytes.

Les sélectines participent à l’inhibition de contact dans les cultures cellulaires, où les cellules arrêtent leur division à la confluence. Cette capacité est perdue dans les cellules cancéreuses, qui continuent à croître.

Rôle dans la diapédèse leucocytaire

Lors d’une inflammation, les sélectines interviennent dans la migration des leucocytes à travers la barrière endothéliale :

1. Activation des cellules endothéliales par le PAF (Platelet Activating Factor) et expression d’E-sélectine.
2. Reconnaissance des résidus sucrés à la surface des leucocytes, initiant un contact qui ralentit la cellule (phénomène de rolling).
3. Activation des intégrines Beta 2 sur les leucocytes.
4. Liaison des intégrines Beta 2 à ICAM-1 sur l’endothélium.
5. Modification du cytosquelette d’actine et rétraction des cellules endothéliales.
6. Facilitation de la diapédèse et extravasation des leucocytes vers les tissus sous-jacents @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

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6. Molécules d’adhérence dans les jonctions d’ancrage : stabilisation et pathologies associées

Certaines molécules d’adhérence renforcent la structure des jonctions d’ancrage, notamment les desmosomes, qui assurent la cohésion mécanique des tissus épithéliaux.

Molécules clés

• Plakoglobine
• Plakophiline
• Kératocalmine
• Desmoyokine
• Desmoplakine

Ces protéines permettent l’insertion des filaments intermédiaires dans les desmosomes. En particulier, la desmoplakine assure la jonction entre les cadhérines et ces filaments, renforçant la structure des jonctions.

Pathologie associée : Pemphigus Vulgaris

La désorganisation des desmosomes est liée à des pathologies graves, comme le Pemphigus Vulgaris, une maladie auto-immune mortelle. Elle est causée par la production d’anticorps dirigés contre la desmogléine, une cadhérine desmosomale, provoquant la perte d’adhérence des desmosomes et la formation de bulles intra-épithéliales dans la peau et les muqueuses @docRonéo 9 LSPS -7-30.pdf.

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Conclusion : points clés à retenir

• Les molécules d’adhérence sont essentielles à la cohésion, la communication et la reconnaissance entre cellules, ainsi qu’à leur interaction avec la matrice extracellulaire.
• Les CAM regroupent quatre superfamilles majeures : intégrines, cadhérines, IgSF et sélectines, chacune avec des caractéristiques et fonctions spécifiques.
• Les intégrines jouent un rôle central dans la liaison dynamique entre le cytosquelette et la MEC, avec une reconnaissance spécifique des séquences RGD.
• Les IgSF, très diversifiées, sont particulièrement importantes dans le système nerveux et la spécificité des interactions synaptiques.
• Les sélectines assurent des adhésions transitoires cruciales dans l’inflammation et la migration leucocytaire.
• Les molécules des jonctions d’ancrage, comme la desmoplakine, stabilisent la structure des tissus, et leur dysfonction est à l’origine de pathologies graves telles que le Pemphigus Vulgaris.

Cette compréhension intégrée des molécules d’adhérence est fondamentale pour appréhender la biologie cellulaire et les mécanismes physiopathologiques associés.

Fiche réalisée à partir des documents :
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