Jonctions et adhérence cellulaire

La vie sociale des cellules, exemple de la migration des cellules de la crêtes neurales

Xenopus neural crest cells in vitro

Les cellules NC peuvent envahir les cellules du mésoderme

Embryons controls fusionnés Greffe de cellule NC Embryon controle Embryons controls fusionnés Embryons controls/NC- fusionnés Implantation dans embyrons controls Implantation dans embryons NC- In vivo

Organisation des tissus épithéliaux

Organisation des interactions cellulaires des cellules épithéliales Jonctions serrées Jonctions adhérentes Filaments d’actomyosine Jonctions communicantes Jonctions intermédiares Desmosomes Hemidesmosomes Lame basale Tissue conjonctif

1) Les jonctions serrées Jonctions adhérentes Filaments d’actomyosine Jonctions communicantes Filaments intermédiares Desmosomes Hemidesmosomes Lame basale Tissue conjonctif

Les jonctions serrées

Jonctions serrées = imperméabilité L’étanchéité de l’épiderme apparaît en fin de développement chez la souris Modèle d’étude d’un épithélium in vitro

Les protéines membranaires des JS Schneeberger, Am J Physiol Cell Physiol. 2004

Formation d'un complex moléculaire

Impact d’une délétion du gène de ZO-1 dans l’épiderme de la souris

Localisation des protéines ZO-1 et JAMC dans un modèle d’épithélium digestif par microscopie confocale

Distribution de la claudine et de l’occludine dans un modèle d’épithélium tubulaire Anderson, Curr Biol. 1999 Occludine Claudine-1 Figure 1. Cross-section of a distal tubule from the rat kidney. (a) A diagram highlighting the distinction between the transcellular and paracellular pathways for movement of water and solutes across the tubule epithelium. The three photomicrographs show: (b) immunolocalization of occludin (green); (c) immunolocalization of claudin-1 (red); and (d) merged images, revealing the colocalization of both proteins (yellow) at the tight junctions, where they regulate paracellular transport. Nuclei are stained blue with DAPI in (d).

Effet d’agent infectieux pathogènes sur l’organisation des jonctions serrées Enteropathogenic E. coli disrupts tight junction barrier function and structure in vivo Shifflet, Laboratory Investigation (2005) Occludine

Occludine ZO -1 Contrôle E.coli

Les protéines de jonctions serrées ont des fonctions dans des cellules non-épithéliales Modèle sur le rôle des JAM dans l’interaction lymphocyte/endothélium Weber, Nature Review Immunol, 2007

2) Jonctions communicantes et connexines Jonctions serrées Jonctions adhérentes Filaments d’actomyosine Jonctions communicantes Filaments intermédiares Desmosomes Hemidesmosomes Lame basale Tissue conjonctif

- 20 isoformes classées en fonctions de leur MW - 4 domaines TM http://labo.univ-poitiers.fr/ipbc/FR/ICC/def-cxine.htm - 20 isoformes classées en fonctions de leur MW - 4 domaines TM - Grandes homologies structurales sauf au niveau des domaines intracytoplasmiques - Oligomérisation pour former des pores : les connexons - Sélectivité des molécules traversant les connexons - Régulation de nombreuses fonctions cellulaires Les connexines sont les membres d’une famille multigénique d’une vingtaine de membres chez l’homme, caractérisées d’après leur poids moléculaire en Kd (Cx26, Cx32, Cx43, etc.). La perméabilité de chaque type de connexine étant sélective, elles contrôlent probablement le passage d’informations spécifiques pouvant influer sur l’état de différenciation des cellules. De fait, la distribution de chaque type de connexine est spécifique du tissu chez l’adulte et est régulée d’une façon extrêmement précise lors de l’embryogenèse. Elles possèdent une topologie identique : les deux terminaisons (amine et carboxyle) sont localisées dans le cytoplasme alors que la molécule traverse 4 fois la membrane plasmique (4 domaines transmembranaires: M1, M2, M3 et M4), formant ainsi une boucle intracellulaire (I) et deux boucles extracellulaires (E1 et E2). Les homologies entre les différentes connexines sont assez fortes sauf au niveau de la boucle intracellulaire et de la terminaison carboxyle qui peut varier en longueur et en séquence. Cette terminaison carboxyle confère probablement une spécificité fonctionnelle puisqu’on y trouve, selon les connexines, des résidus phosphorylables ainsi que des sites possibles d’interactions avec d’autres protéines. Les boucles extracellulaires possèdent chacune 3 cystéines qui permettent aux connexines de maintenir leur topologie par des ponts di-sulfure intramoléculaires. Les boucles extracellulaires ainsi maintenues permettent l’interdigitation des connexons provenant chacun de deux cellules adjacentes et la continuité du pore à travers le milieu extracellulaire. Enfin, le troisième domaine transmembranaire, plus hydrophile que les trois autres, constituerait la paroi du pore central.

Sélectivité des molécules traversant les connexons

Diffusion intercellulaire d'une protéine fluorescente gràce aux connexines http://www.unige.ch/presse/communique/99-00/originesDiabete_e.html

Junctional communication of pancreatic beta cells contributes to the control of insulin secretion and glucose tolerance. Charollais, J Clin Invest. 2000 Cellules Contrôles Cellules surexprimant la connexine 43

Des mutations des connexines entrainent des dysfonctionnement de la peau http://www.icms.qmul.ac.uk/centres/cutaneous/image01.html

La dopamine bloque l’activité des jonctions communicantes dans des neurones de la rétine Injection de juane de lucifer dans une neurone en culture contrôle + dopamine

3) Desmosomes Jonctions serrées Jonctions adhérentes Filaments d’actomyosine Jonctions communicantes Filaments intermédiares Desmosomes Hemidesmosomes Lame basale Tissue conjonctif

Les desmosomes relient les FI entre les cellules

Les desmosomes sont des structures d’interactions intercellulaires contribuant à la résistance mécanique des tissus.

Le pemphigus vulgaris ou le pemphigus folliacus sont des une maladies autoimmunes Washke, J. Cell Biol, 2006

Des immunoglobulines dirigées contre des protéines membranaire sont retrouvées dans le sérum Immunomarquage d’une section d’épiderme avec des Ig PV

Les Ig PV et PF peuvent dissocier les cellules épithéliales en culture CNF active RhoA, que conclure?? Kératinocytes traités avec des Ig PV ou PF – l’actine est visualisée à l’aide de phalloïdine-fluorescente

Structure des desmosomes Ig PV

4) Jonctions adhérentes Jonctions serrées Jonctions adhérentes Filaments d’actomyosine Jonctions communicantes Filaments intermédiares Desmosomes Hemidesmosomes Lame basale Tissue conjonctif

Les cadhérines... -Motifs extracellulaires répétés (5 généralement) - interaction homophiliques et Ca++ dépendante

Les cadhérines, une vaste famille de protéine Cadhérine E, N, VE