L’adhérence cellulaire est une fonction indispensable que les
organismes supérieurs ont acquis afin de permettre la formation de tissus,
organes et systèmes qui s’efforcent de satisfaire les fonctions physiologiques
nécessaire à la survie de l’individu.
L’adhérence cellulaire est permise d’une part grâce à la présence
d’une matrice extracellulaire (adhérence indirecte) et d’autre part par la
formation d’adhérence directe par la présence de molécules d’adhérence au sein
des membranes plasmiques.
I) Les matrices extracellulaires
Les matrices extracellulaires sont des trames macromoléculaires
(polysaccharides, protéines fibreuses et glycoprotéines) synthétisées par des
cellules caractéristiques suivant le tissu considéré (fibroblastes, cellules
épithéliales, ostéoblastes, chondroblastes, etc.). Ces cellules se fixent à la
trame par des récepteurs membranaires de type SAM (Substrate
Adhesion Molecules ; cf. suite du cours).
On trouve deux types de morphologie :
- Les matrices
extracellulaires lâches sont des structures mésenchymateuses où
les cellules se déplacent facilement (exemple : derme).
- Les matrices
extracellulaires denses sont des structures dans lesquelles les
cellules ne bougent pas (exemple : lame basale de l’épiderme).
Il est important de préciser que toutes les cellules produisent de
la matrice extracellulaire, qu’elles soient d’origine bactérienne ou végétale,
ainsi son existence n’est pas uniquement liée à l’état pluricellulaire de
l’organisme.
1) Constituants de la matrice extracellulaire
a) Polysaccharides
Les polysaccharides sont principalement représentés par deux types
de molécules :
- Les glyco-amino-glycanes (GAG)
sont de longues chaînes (25 000 résidus), non ramifiées, formées de
polymère de disaccharides dont l’un des deux est aminé. Les GAG ont la
propriété de piéger l’eau formant un gel aqueux qui remplit la matrice.
- Les protéoglycanes correspondent
sont liés à des protéines par liaison O-glycosidique avec des GAG non
ramifiés.
b) Protéines fibreuses
Les protéines fibreuses sont principalement représentées par deux
types de molécules :
- Les fibres
de collagènes sont des glycoprotéines qui représentent 25% des
protéines totales de l’organisme et qui permettent une résistance à de
forte tension mécanique et ainsi la cohésion tissulaire (cf. cours de
biochimies).
- Les fibres
élastiques sont présentent dans les tissus soumis à des
variations de tailles et de formes. Ces fibres élastiques sont formées de
protéines, appelées les élastines, reliées entre elles et
associées au collagène et aux polysaccharides, limitant les étirements
excessifs.
c) Les autres glycoprotéines
D’autres glycoprotéines sont présentent dans la matrice
extracellulaire, parmi elles on trouve lafibronectine, et plus
particulièrement au niveau de la membrane basale la laminine.
2) La lame basale
La lame basale est une région différenciée de la matrice
extracellulaire, située à la base des épithéliums ou autour de certaines cellules
telles que les cellules endothéliales, les cellules graisseuses, les cellules
musculaires et les cellules de Schwann. Elle est constituée de laminine,
de GAG, de protéoglycanes, decollagène de type IV et
d’autres glycoprotéines.
La lame basale étant à l’interface entre différents tissus, elle a
une fonction de filtre, permet l’assise de cellules (épithéliales et
endothéliales) et le contrôle de la localisation de protéines membranaires.
II) Molécules d’adhérences et jonctions intercellulaires
1) Les molécules d’adhérence
Parmi les molécules d’adhérence on trouve les CAM (pour Cell
Adhesion Molecules) qui permettent l’interaction cellule-cellule et les SAM
(pour Substrate Adhesion Molecules) qui permettent l’interaction
cellule-matrice extracellulaire.
Ces interactions peuvent être homophile, c’est-à-dire
qu’il y a interaction entre deux mêmes protéines, ethétérophile,
c’est-à-dire qu’il y a interaction entre deux protéines différentes.
a) Immunoglobuline
Les immunoglobulines sont des monomères de la même superfamille que
les anticorps, possédant également une chaîne lourde et une chaîne légère, avec
des boucles fermées par des liaisons disulfure. Ce sont des glycoprotéines
riches en acide sialique et possèdent une trentaine de membres, dont les N-CAM présentent
au niveau du système nerveux.
Les immunoglobulines sont calcium (Ca2+) indépendante,
contrairement aux autres molécules d’adhérence, et sont exprimés de manière
constitutive au niveau de la membrane plasmique, autrement dit en permanence.
Elles réalisent des liaisons homophiles mais qui peuvent se
faire avec des membres différents, ainsi que desliaisons hétérophiles avec
des protéoglycanes de la matrice extracellulaire et des intégrines.
b) Cadhérine
Les cadhérines sont des glycoprotéines sous la forme de monomère,
possédant une extrémité N-terminale extracellulaire et étant calcium (Ca2+) dépendante.
Les différents types de cadhérines sont spécifiques au tissu.
Ces molécules jouent un rôle principal dans les jonctions
intercellulaires de type desmosomes. De cette manière leurs
extrémités intracellulaires C-terminale interagiront avec les plaques denses ou
directement avec les protéines du cytosquelette, et leurs extrémités
extracellulaires N-terminale réaliseront des interactions homophiles et
hétérophiles avec des autres cadhérines, des intégrines et des protéines de la
matrice extracellulaire.
Dans les tissus, les cellules inhibent leurs propres croissances en
interagissant les unes avec les autres et ceci grâce à la présence des
cadhérines qui sont responsables de ce phénomène appelé inhibition de
contact.
c) Sélectine
Les sélectines sont des glycoprotéines sous forme de monomère
possédant une extrémité N-terminale extracellulaire. Les sélectines sont des
lectines calcium (Ca2+) dépendante qui
ont la spécificité de reconnaître les groupements glucidiques d’autres
glycoprotéines.
Les sélectines permettent la formation de liaison brève et de très
haute spécificité. Elles ne sont pas exprimées en permanence, mais nécessite
une activation entraînant son endocytose. Elles interviennent dans des
interactions hétérophiles lors de la diapédèse.
d) Intégrine
Les intégrines sont des glycoprotéines sous forme de dimère (αβ)
présentant une extrémité extracellulaire N-terminale et étant elles aussi calcium (Ca2+) dépendante.
Les intégrines interagissent avec les composants de la matrice
extracellulaire et de la lame basale tels que les fibronectines, les laminines
et le collagène. Elles interagissent également par des interactions hétérogènes
avec des immunoglobulines et des cadhérines, et dans le milieu intracellulaire
avec le cytosquelette.
2) Jonctions intercellulaires et jonctions cellules-matrice extracellulaire
Les jonctions intercellulaires sont des régions
différenciées de la membrane plasmique responsable de l’adhérence
intercellulaire et au niveau desquelles on distingue une concentration
importante de molécules d’adhérence. Parmi elles on distingue les jonctions
serrées (ou Zonula Occludens), les jonctions
intermédiaires (ou Zonula Adherens), les desmosomes,
les jonctions communicantes (de type nexus ou jonctions gap).
Les jonctions cellules matrice-extracellulaire sont
des régions différenciées de la membrane plasmique responsable de l’adhérence
entre les cellules et les éléments de la matrice extracellulaire. Elles sont
également riches en molécules d’adhérence. Parmi elles on distingue les hémidesmosomes.
Ces jonctions sont présentent chez le animaux, mais pas chez les
végétaux et les bactéries qui sont uniquement liés par leurs parois. Elles
permettent une solidité mécanique d’une part et une communication cellulaire
d’autre part.
 a) Les jonctions serrées (ou zonula-occludens)
Les zonula-occludens sont des jonctions
étanches qui ceinturent la cellule, d’où le terme de « zonula », au niveau du
pôle apical et ceci notamment au niveau des épithéliums monocouches
(endothélium et cellules polarisées par exemple au niveau des entérocytes et
hépatocytes). Elles créées des occlusions qui interdissent entièrement la
diffusion latérale des protéines ; l’espace intercellulaire est totalement
obturé.
Elles
sont composées d’occludines et de claudines qui
sont des molécules calcium indépendantes et d’immunoglobulines dont les JAM (Junctionnal
Adhesion Molecule).
Du
côté cytoplasmique on trouve des protéines spécifiques appeléesprotéines
ZO qui interagissent aves les molécules de la jonction d’une part,
et permet l’ancrage des microfilaments d’actine (cf. cytosquelette)
d’autre part, et ceci grâce à la cinguline qui joue le rôle
d’adaptateur entre les protéines ZO et les microfilaments d’actine.
b) Les jonctions intermédiaires (ou zonula-adherens)
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