Article scientifique du Pr. Dr. Rachid Mohammed Rachid intitulé "Les molécules d'adhésion cellulaire et les liaisons cellulaires"
La capacité des cellules à adhérer par des interactions spécifiques joue un rôle important dans un grand nombre de voies biologiques telles que l'hémostase hemostasis (arrêt du saignement des vaisseaux sanguins endommagés), la réponse immunitaire immune response, et l'inflammation embryonnaire inflammation embryogenesis. Un grand progrès a été réalisé dans notre compréhension des molécules qui médiatisent l'adhésion des cellules entre elles et leur adhésion aux protéines dans la matrice extracellulaire. Ce processus est complexe, bien organisé, et participe au développement de l'embryon et des organes, au fonctionnement du système immunitaire, et à l'intégrité du système vasculaire. C'est pourquoi un dysfonctionnement de ce processus est associé à de nombreuses conditions pathologiques.
Les molécules d'adhésion cellulaire (CAMs) peuvent être définies comme un ensemble de protéines de surface cellulaire qui participent à l'attachement des cellules entre elles ou à la matrice extracellulaire dans un processus appelé adhésion cellulaire. Les CAMs aident les cellules à s'adhérer les unes aux autres et à leur environnement. Elles sont essentielles pour maintenir la structure et la fonction des tissus et jouent un rôle fondamental dans la capacité des organes à fonctionner normalement. Elles agissent comme un "colle moléculaire", les CAMs jouent des rôles importants dans les mécanismes cellulaires de croissance, d'inhibition de contact, de mort cellulaire programmée et un large éventail de maladies.
Les molécules d'adhésion cellulaire, selon leur structure, comprennent plusieurs types qui peuvent être décrits comme suit :
1- Les cadherines Cadherins sont un type de protéines qui se trouvent à la surface des cellules vivantes et jouent un rôle essentiel dans l'adhésion cellulaire qui fixe les cellules au sein des tissus et les relie entre elles. Elles dépendent du calcium 2+Ca pour leur fonctionnement. Il existe de nombreuses variétés de molécules de cadherine, qui sont distinguées les unes des autres par une lettre placée devant elles. Les cadherines du même type peuvent s'associer entre elles. Par exemple, la N-cadherin ne s'associe qu'avec une autre N-cadherin, c'est pourquoi les groupes de cellules produisant le même type de molécules de cadherine tendent à s'adhérer les uns aux autres, tandis que les cellules produisant des cadherines différentes tendent à se séparer.
2- Les sélectines Selectins : c'est une autre famille de protéines d'adhésion cellulaire dépendantes du calcium, qui comprend trois types : E-selectin dans les cellules endothéliales, L-selectin dans les globules blancs et P-selectin dans les plaquettes. Les sélectines participent exclusivement à l'attachement des cellules par des interactions lectine-glycan..
3- La super famille des immunoglobulines CAMs (IgSF CAMs) : c'est un grand groupe de protéines de surface cellulaire qui participent aux processus de reconnaissance, d'attachement ou d'adhésion des cellules. Parmi les membres les plus importants de ce groupe de protéines d'adhésion figurent la molécule d'adhésion intercellulaire 1 (ICAM-1), la molécule d'adhésion neuronale 1 (NCAM-1) et la molécule d'adhésion vasculaire 1 (VCAM-1), qui ne dépendent pas du calcium pour leurs interactions. Par exemple, dans les interactions entre les cellules kératinocytes/globules blancs, le type ICAM-1 est très important pour initier les réponses inflammatoires.
4- Les intégrines Integrins : ce groupe est similaire au groupe (IgSF CAMs) en ce sens qu'il ne nécessite pas de calcium pour son fonctionnement, mais la principale différence entre elles et les autres types de protéines d'adhésion cellulaire est qu'elles médiatisent l'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire. Les cellules reçoivent de nombreux signaux par le biais des intégrines, tels que la croissance, la division et la différenciation des cellules, en plus de leur rôle important dans le processus de mort cellulaire programmée. Les globules blancs expriment de nombreuses intégrines qui jouent des rôles particulièrement importants dans les cellules immunitaires.
La liaison des cellules dans les organismes multicellulaires par des molécules d'adhésion cellulaire conduit à la formation de ce que l'on appelle des jonctions cellulaires cell junctions, qui peuvent être classées en plusieurs types :
1- Les jonctions occlusives (serrées) Occluding junctions (tight junctions) : qui ferment les espaces entre les cellules, formant une barrière imperméable au passage. Les jonctions occlusives se trouvent généralement dans les tissus épithéliaux et endothéliaux, où elles ferment les espaces et régulent le transport des substances dissoutes et des liquides extracellulaires dans ces tissus qui agissent comme des barrières.
2- Les jonctions d'ancrage Anchoring junctions : qui maintiennent la cohésion des cellules et renforcent le contact entre elles. Elles peuvent être divisées en trois types
A- Les jonctions adhérentes Adherens junctions : sont un type de jonctions cellulaires qui sont continuellement assemblées et démontées, ce qui permet aux cellules des tissus de répondre aux signaux biochimiques et aux changements dans leur microenvironnement. Ce type fournit un lien fort entre les membranes des cellules adjacentes.
B- Les desmosomes : sont le type le plus fort d'adhésion entre les cellules, et se trouvent dans de nombreux tissus tels que les tissus musculaires cardiaques, la vessie, la muqueuse intestinale et en général dans tous les tissus soumis à des contraintes mécaniques violentes. Un dysfonctionnement de ce type de jonctions peut entraîner des troubles cardiaques dans le ventricule droit, dont les symptômes se manifestent par des évanouissements, un essoufflement et des palpitations cardiaques.
C- Les hémidesmosomes Hemidesmosomes : ce sont de très petites molécules protéiques ressemblant à des clous qui se trouvent dans les cellules de l'épiderme et qui sont liées à la matrice extracellulaire. Certaines maladies génétiques ou acquises accompagnées d'un dysfonctionnement des composants de ces jonctions provoquent des ulcères cutanés entre les différentes couches de la peau, se manifestant par un ensemble de symptômes tels que la peau fragile, les vésicules, etc.
3- Les jonctions gap gap junctions : ce sont un ensemble de canaux qui relient les cellules et permettent le transport direct des ions et des petites molécules entre elles, et elles ont été trouvées dans presque toutes les cellules des tissus solides. Elles relient le cytoplasme des cellules adjacentes, permettant le transfert de molécules entre les cellules. Ces canaux sont appelés connexons, qui sont constitués de protéines membranaires appelées connexines. Ce sont des canaux continus lorsqu'ils se touchent et s'alignent les uns avec les autres dans les cellules adjacentes.
Le développement de notre compréhension de la structure précise des molécules d'adhésion cellulaire et de leurs rôles fonctionnels contribue de manière significative à la compréhension des mécanismes de survenue et de développement de nombreux problèmes de santé auxquels l'homme et d'autres organismes vivants sont confrontés en raison de leur importance dans la stabilisation de l'environnement interne et la régulation des processus de communication entre les cellules et le développement et la différenciation des cellules, en plus de leur rôle très important dans la réponse immunitaire et la lutte contre de nombreuses maladies graves telles que les tumeurs de différents types.
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