Lernzettel: Mécanismes d'Adhérence Cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Adhérence cellulaire et échange d’informations
2. Familles de molécules d’adhérence
3. Cadhérines classiques et desmosomales
4. Cadhérine E : structure et signalisation
5. Sélectines : structure et diapédèse leucocytaire
6. Mucines et immunoglobulines CAM Ig
7. Intégrines et CD44 : rôles et régulation
8. Critères fonctionnels des molécules d’adhérence
9. Signalisation bidirectionnelle intégrines
10. Bilan CAM et SAM
11. Annales PACES : cadhérine E et sélectines

📖 1. Adhérence cellulaire et échange d’informations

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécules d’adhérence cellulaire : Ensemble de protéines de surface qui permettent aux cellules de s’accrocher entre elles ou à la matrice extracellulaire et de coordonner des signaux.
• Cadhérines : Famille de molécules d’adhérence assurant surtout des contacts cellule-cellule stables via des interactions spécifiques entre cellules voisines.
• Cadhérine E : Cadhérine de type E impliquée dans l’adhérence épithéliale, participant à la cohésion des tissus.
• Cadhérines desmosomales : Cadhérines localisées aux desmosomes, spécialisées dans la résistance mécanique des jonctions cellule-cellule.
• Sélectines : Famille de molécules d’adhérence qui favorise des interactions transitoires, notamment lors des échanges cellulaires dans la circulation.

📝 Points essentiels

• Les molécules d’adhérence relient la reconnaissance cellulaire à la formation de jonctions, ce qui influence la stabilité des tissus.
• Les cadhérines sont des médiateurs majeurs des contacts cellule-cellule, avec une spécificité d’interaction entre cellules.
• La cadhérine E contribue à la cohésion des épithéliums en renforçant l’adhérence entre cellules voisines.
• Les cadhérines desmosomales sont associées aux desmosomes, structures conçues pour supporter des contraintes mécaniques.
• Les sélectines réalisent plutôt des liaisons temporaires, utiles pour des interactions rapides entre cellules.
• Les molécules d’adhérence participent aussi à l’échange d’informations en couplant l’adhérence à des cascades de signalisation intracellulaire.

💡 Astuce mémo

Cadhérines = cohésion (cellule-cellule), Sélectines = contacts rapides (transitoires), Desmosomes = résistance mécanique.

📖 2. Familles de molécules d’adhérence

🔑 Notions clés & Définitions

• Immunoglobulines CAM IG : Les immunoglobulines sont une famille de molécules d’adhérence de type CAM qui participent aux contacts cellule-cellule via des domaines de type immunoglobuline.
• Intégrines : Les intégrines sont des récepteurs membranaires d’adhérence reliant la cellule à la matrice extracellulaire et capables de déclencher des réponses cellulaires.
• CD44 : CD44 est une molécule d’adhérence de surface impliquée dans l’interaction cellule-matrice et dans la modulation de comportements cellulaires.

📝 Points essentiels

• Les CAM de type immunoglobuline (IG) assurent des interactions spécifiques entre cellules grâce à leurs domaines de type immunoglobuline.
• Les intégrines reconnaissent des ligands de la matrice extracellulaire et servent de pont fonctionnel entre environnement extracellulaire et cellule.
• Les intégrines participent à la transduction de signaux : l’adhérence peut modifier l’état fonctionnel de la cellule.
• CD44 est une molécule d’adhérence de surface impliquée dans les interactions cellule-matrice et dans la régulation de la réponse cellulaire.
• Les familles d’adhérence se distinguent par leur nature structurale et par le type de partenaire principal (cellule-cellule pour certaines CAM IG, cellule-matrice pour intégrines et CD44).

💡 Astuce mémo

IG = Interactions entre cellules ; Intégrines = Interface cellule–matrice ; CD44 = Docking sur la matrice.

📖 3. Cadhérines classiques et desmosomales

🔑 Notions clés & Définitions

• Adhérence cellulaire : L’adhérence cellulaire est un système de reconnaissance entre cellules de même type, permettant leur regroupement et leurs échanges d’informations.
• Récepteurs membranaires : Les récepteurs membranaires sont des éléments fixes à la surface cellulaire qui reconnaissent d’autres cellules ou des composants de la matrice extracellulaire.
• CAM : Les CAM sont des molécules d’adhérence impliquées dans les interactions cellule-cellule via la reconnaissance de molécules d’adhérence entre cellules.
• SAM : Les SAM sont des molécules d’adhérence impliquées dans les interactions cellule-matrice extracellulaire grâce à la reconnaissance de la MEC par des récepteurs membranaires.
• Transduction mécanique : La transduction mécanique correspond à la transmission d’un signal qui modifie l’organisation du cytosquelette et donc l’architecture cellulaire.

📝 Points essentiels

• L’adhérence cellulaire repose sur des molécules de reconnaissance à la surface des cellules, qui déclenchent des échanges d’informations.
• Les informations échangées sont spécifiques d’un tissu, ce qui explique le regroupement des cellules selon leur spécificité tissulaire lors d’un mélange de types différents.
• En interaction cellule-cellule, des molécules d’adhérence reconnaissent d’autres molécules d’adhérence et impliquent les CAM.
• En interaction cellule-MEC, des récepteurs de la membrane plasmique reconnaissent des molécules de la matrice extracellulaire et impliquent les SAM.
• La transduction chimique passe par une cascade intracellulaire qui modifie le comportement cellulaire.
• La transduction mécanique aboutit à une réorganisation du cytosquelette, puis influence le métabolisme cytosolique et nucléaire via des voies impliquant kinases, protéines G monomériques ou protéines cytosoliques.

💡 Astuce mémo

CAM = Cellule-Cellule ; SAM = Cellule-MEC ; Chimique = cascade moléculaire ; Mécanique = cytosquelette.

📖 4. Cadhérine E : structure et signalisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Cadhérines classiques : Les cadhérines classiques regroupent des cadhérines de type I et de type II, associées à des tissus et fonctions distincts.
• Cadhérines desmosomales : Les cadhérines desmosomales comprennent des molécules spécialisées dans l’adhérence des cellules épithéliales au niveau des desmosomes.
• Cadhérine E : La cadhérine E est une cadhérine glycoprotéique calcium-dépendante, présente dans des cellules épithéliales et neurales, et impliquée dans l’adhérence.
• Caténine α : La caténine α est une molécule juxtamembranaire qui relie directement la cadhérine au cytosquelette.
• Jonctions adhérentes : Les jonctions adhérentes sont des structures cellulaires où les cadhérines assurent l’adhérence entre cellules et organisent le cytosquelette.

📝 Points essentiels

• Les cadhérines sont des glycoprotéines dépendantes du calcium, avec une liaison au calcium portée par le domaine extracellulaire.
• La cadhérine E possède un domaine extracellulaire et des partenaires juxtamembranaires, dont les caténines α et β, connectés aux filaments du cytosquelette.
• La transduction du signal via la cadhérine est mécanique, car l’adhérence influence directement l’organisation du cytosquelette.
• Les signaux issus de l’adhérence modifient le métabolisme cytosolique et nucléaire via des kinases, des protéines G monomériques ou des protéines cytosoliques.
• Les signaux issus de l’adhérence modifient aussi l’architecture cellulaire via le cytosquelette.
• La cadhérine E est fonctionnelle dès sa synthèse car elle est adressée directement à la membrane plasmique pour y exercer ses fonctions.

💡 Astuce mémo

Calcium dehors, caténines dedans : la cadhérine E colle grâce au Ca2+ et transmet un signal mécanique via le cytosquelette.

📖 5. Sélectines : structure et diapédèse leucocytaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélectines : Les sélectines sont des glycoprotéines membranaires impliquées dans l’adhérence transitoire entre cellules, notamment lors du recrutement des leucocytes.
• Diapédèse leucocytaire : La diapédèse leucocytaire est le passage des leucocytes à travers la paroi vasculaire, étape clé de la réponse inflammatoire.
• Adhérence leucocytaire : L’adhérence leucocytaire correspond aux interactions successives entre leucocytes et endothélium qui permettent leur capture puis leur progression vers le site inflammatoire.

📝 Points essentiels

• Les sélectines sont des glycoprotéines membranaires, donc capables de reconnaître des partenaires à la surface cellulaire via leurs domaines d’adhérence.
• La diapédèse leucocytaire s’inscrit dans une cascade d’adhérence endothélium–leucocyte, où les interactions initiales sont transitoires avant le passage à travers la paroi.
• Les sélectines participent au recrutement des leucocytes en facilitant leur accrochage et leur maintien temporaire à l’endothélium.
• Les interactions sélectines–partenaires servent de relais mécanique/adhésif pour permettre la progression du leucocyte vers la diapédèse.
• La réponse inflammatoire mobilise des mécanismes d’adhérence successifs, dont les sélectines constituent une étape précoce.

💡 Astuce mémo

Sélectines = « S’accrocher » : elles servent d’abord à capturer temporairement le leucocyte avant la diapédèse.

📖 6. Mucines et immunoglobulines CAM Ig

🔑 Notions clés & Définitions

• Plakoglobine : Protéine cytoplasmique juxtamembranaire qui participe à l’organisation des interactions entre desmogléine et filaments intermédiaires de cytokératine.
• Desmoplakine : Protéine cytoplasmique juxtamembranaire reliant la desmogléine aux filaments intermédiaires de cytokératine du cytosquelette.
• Sélectines : Glycoprotéines membranaires qui reconnaissent des motifs glucidiques portés par des protéines et des lipides d’autres cellules.
• Sélectine L : Type de sélectine associée aux lymphocytes.
• Sélectine P : Type de sélectine associé aux plaquettes sanguines.

📝 Points essentiels

• Les protéines cytoplasmiques juxtamembranaires citées sont la plakoglobine et la desmoplakine.
• La plakoglobine et la desmoplakine assurent l’interaction entre la desmogléine et les filaments intermédiaires de cytokératine du cytosquelette.
• Les sélectines sont des glycoprotéines dont le domaine intracellulaire n’est pas lié au cytosquelette.
• Le domaine extracellulaire des sélectines est un domaine lectine-like, calcium-dépendant, avec de nombreux motifs répétés (2, 6 ou 9).
• Les sélectines ne dimérisent pas et ne reconnaissent pas de façon trans.
• Localisation : la sélectine L est portée par les lymphocytes, la sélectine P par les plaquettes, et les sélectines E et P par les cellules endothéliales.

💡 Astuce mémo

Sélectines = Ca2+ + motifs glucidiques : L pour Lymphocytes, P pour Plaquettes, E/P pour Endothélium.

📖 7. Intégrines et CD44 : rôles et régulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Mucines : Les mucines sont des glycoprotéines transmembranaires très volumineuses, recouvertes de sucres, dont le motif glucidique est exposé à la surface.
• Sélectines : Les sélectines sont des CAM qui reconnaissent des motifs glucidiques portés par d’autres cellules lors de l’interaction cellulaire.
• CAM Ig : Les CAM Ig sont des immunoglobulines membranaires riches en acide sialique, organisées en boucles stabilisées par des liaisons disulfures.
• NCAM : NCAM est une CAM Ig exprimée par des cellules nerveuses, dont la structure varie via l’épissage alternatif.
• ICAM : ICAM est une CAM Ig impliquée dans les interactions cellulaires, notamment lors de la diapédèse des leucocytes.

📝 Points essentiels

• Les mucines exposent leur motif glucidique à la surface pour fixer les sélectines, ce qui en fait des CAM.
• Les mucines se trouvent sur :
  • des cellules épithéliales
  • des leucocytes
  • des cellules endothéliales
• Les CAM Ig possèdent un domaine extracellulaire avec une partie Ca2+-indépendante qui reconnaît d’autres CAM Ig.
• Les CAM Ig possèdent aussi une partie Ca2+-dépendante qui reconnaît des intégrines.
• Les NCAM sont uniformément réparties le long du tube neural pendant le développement et maintiennent les cellules neurales soudées.
• Pendant la migration des cellules de la crête neurale, les cellules perdent leurs NCAM, puis les réexpriment lors de la formation des ganglions pour s’immobiliser.

💡 Astuce mémo

Mucines = Motifs Sucre → Sélectines ; CAM Ig = Ca2+-indépendant CAM Ig puis Ca2+-dépendant Intégrines.

📖 8. Critères fonctionnels des molécules d’adhérence

🔑 Notions clés & Définitions

• NCAM : Molécule d’adhérence cellulaire de la famille des CAM, réexprimée par les cellules lors de leur immobilisation dans certains contextes tissulaires.
• ICAM : CAM intercellulaire impliquée dans l’adhérence entre cellules, participant notamment aux interactions nécessaires à la diapédèse des leucocytes.
• PECAM : CAM plaquettaire présente aussi sur les leucocytes, jouant un rôle dans les étapes d’interaction cellule-cellule lors de la diapédèse.
• VCAM : CAM vasculaire exprimée par les cellules endothéliales, impliquée dans le recrutement/adhérence des leucocytes avant leur passage.
• Intégrines : Famille de molécules d’adhérence capables de lier plusieurs ligands, dont des composants de la MEC et des molécules d’adhérence portées par d’autres cellules.

📝 Points essentiels

• Les cellules immunitaires s’immobilisent et réexpriment les NCAM lors de la formation des ganglions.
• ICAM, PECAM et VCAM interviennent dans la diapédèse du leucocyte et sont exprimées par les cellules endothéliales dans un second temps.
• Les PECAM sont retrouvées à la fois sur les leucocytes et sur d’autres cellules, ce qui favorise les contacts cellule-cellule.
• Les intégrines peuvent jouer le rôle de SAM dans une cellule et de CAM dans une autre, selon le type cellulaire.
• Une intégrine peut interagir avec plusieurs molécules d’adhérence, ce qui explique sa polyvalence de liaison.
• Les intégrines sont constituées de deux sous-unités transmembranaires α et β (19 α et 8 β), formant 24 intégrines au total.

💡 Astuce mémo

NCAM + ICAM/PECAM/VCAM = passage des leucocytes (diapédèse) ; intégrines = α/β = liaison MEC + liaison cellule-cellule.

📖 9. Signalisation bidirectionnelle intégrines

🔑 Notions clés & Définitions

• Intégrines : Molécules d’adhérence transmembranaires qui relient la matrice extracellulaire au cytosquelette et déclenchent une signalisation bidirectionnelle.
• FAK : Kinase associée aux adhérences focales qui participe à la transduction chimique du signal initiée par les intégrines.
• Migration cellulaire : Processus où des cellules se déplacent en réponse à des signaux d’adhérence, notamment pendant l’embryogenèse.
• Différenciation cellulaire : Spécialisation des cellules sous l’influence de signaux d’adhérence, pouvant dépendre du couple de chaînes d’intégrines.
• CD44 : Glycoprotéine transmembranaire d’adhérence de type SAM, modulée par l’épissage alternatif et capable d’interagir avec la matrice via l’acide hyaluronique.

📝 Points essentiels

• Les intégrines connectent des molécules extracellulaires à des protéines cytoplasmiques, ce qui permet une transduction à la fois mécanique et chimique du signal.
• La transduction mécanique des intégrines implique des voies liées à l’organisation du cytosquelette, tandis que la transduction chimique mobilise des cascades de signalisation.
• FAK (Focal Adhesion Kinase) est une kinase impliquée dans la transduction chimique associée aux adhérences.
• Exemple migration épithéliale : la chaîne α6 apparaît dès la formation des voies aériennes et s’associe à la chaîne β1 pour favoriser la migration.
• Exemple différenciation épithéliale : la chaîne α6 se lie à la chaîne β4 et favorise la différenciation.
• La formation de plaques d’adhérence et leur clusterisation/déclusterisation sont contrôlées par des protéines régulatrices et des protéines catalytiques.

💡 Astuce mémo

Intégrines = « ancrage + messages » : mécanique (structure) et chimique (kinases/voies).

📖 10. Bilan CAM et SAM

🔑 Notions clés & Définitions

• CAM : Les CAM sont des molécules d’adhérence cellulaire qui permettent aux cellules de s’accrocher entre elles ou à leur environnement via des interactions spécifiques.
• SAM : Les SAM sont des molécules d’adhérence de surface qui participent à l’ancrage cellulaire et à la transmission de signaux liés à l’adhérence.
• Cadhérines : Les cadhérines sont des CAM dont l’adhérence dépend du calcium et qui reconnaissent préférentiellement d’autres cadhérines.
• Sélectines : Les sélectines sont des CAM dont la reconnaissance se fait via des motifs glucidiques et dont l’expression membranaire peut être stockée avant exocytose.
• Intégrines : Les intégrines sont des molécules d’adhérence qui reconnaissent la MEC ou des CAM et dont l’activation passe par des mécanismes de signalisation.

📝 Points essentiels

• Les cadhérines, sélectines et intégrines nécessitent du calcium pour fonctionner.
• Les ICAM possèdent des motifs d’adhérence Ca2+-dépendants ou Ca2+-indépendants.
• Une cadhérine reconnait préférentiellement une cadhérine, tandis qu’une sélectine reconnait exclusivement des motifs glucidiques.
• Les CAM Ig reconnaissent des molécules de même nature (sauf intégrine), alors que les intégrines peuvent reconnaitre la MEC ou des CAM.
• Certaines molécules sont présentes et immédiatement fonctionnelles à la membrane plasmique (certaines immunoglobulines, mucines, cadhérines, CD44), tandis que les intégrines sont présentes mais non immédiatement fonction
• Les sélectines sont absentes de la membrane plasmique et stockées, puis disponibles par exocytose.

💡 Astuce mémo

CAM/SAM : Calcium pour cadhérines-sélectines-intégrines ; Sélectines = sucre ; Intégrines = MEC ; ICAM = Ca2+ variable.

📖 11. Annales PACES : cadhérine E et sélectines

🔑 Notions clés & Définitions

• Cadhérine E : La cadhérine E est une molécule d’adhérence transmembranaire impliquée dans les interactions cellule-cellule via des partenaires intracellulaires.
• Sélectines : Les sélectines sont des molécules d’adhérence intercellulaire qui reconnaissent des motifs portés à la surface d’autres cellules.
• Cadhérines classiques type II : Les cadhérines classiques de type II regroupent des cadhérines dont l’organisation correspond à la catégorie dite « type II ».
• Diapédèse du leucocyte : La diapédèse du leucocyte correspond au passage du leucocyte à travers la paroi vasculaire, impliquant des interactions d’adhérence.
• Cytokératine : La cytokératine est un filament du cytosquelette auquel certaines molécules d’adhérence peuvent être reliées par des adaptateurs.

📝 Points essentiels

• La cadhérine E possède un domaine intracellulaire et est une protéine transmembranaire.
• La cadhérine E appartient à la sous-famille des cadhérines classiques de type II.
• La cadhérine E est reliée aux filaments de cytokératine via plusieurs molécules cytoplasmiques.
• Les sélectines participent à l’adhérence intercellulaire.
• Les sélectines interviennent dans la diapédèse du leucocyte.
• Les sélectines ne forment pas des interactions homophiles et reconnaissent des motifs portés par des molécules à la surface d’autres cellules.

💡 Astuce mémo

Cadhérine E = « E pour Échafaudage » : transmembranaire + domaine intracellulaire + lien multi-adaptateurs vers cytokératine ; Sélectines = « Sélection » : adhérence + diapédèse + reconnaissance de motifs (pas homophile).

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des types d’adhérence

Type	Molécules impliquées	Partenaire principal
Cellule/cellule	CAM	Molécules d’adhérence entre cellules
Cellule/matrice extracellulaire (MEC)	SAM	Récepteurs membranaires reconnaissant les molécules de la MEC

Comparaison calcium et présence membranaire

Famille	Calcium	Présence/état à la membrane
Cadhérines	Nécessitent du calcium	Présentes et immédiatement fonctionnelles
Sélectines	Nécessitent du calcium	Absentes de la membrane plasmique : stockées puis disponibles par exocytose
Intégrines	Nécessitent du calcium	Présentes mais non immédiatement fonctionnelles
ICAM	Ca2+-dépendants ou Ca2+-indépendants	—

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre CAM et SAM : CAM = adhérence cellule/cellule via molécules d’adhérence, SAM = ancrage cellule/MEC via récepteurs de la membrane.
2. Croire que toutes les cadhérines sont identiques : la cadhérine E est une cadhérine classique (type II) et est calcium-dépendante, mais les cadhérines desmosomales ont d’autres partenaires cytoplasmiques.
3. Penser que les sélectines font des interactions homophiles : elles ne forment pas de reconnaissance trans/homophile et reconnaissent des motifs glucidiques.
4. Oublier que la transduction via la cadhérine E est mécanique et rapide : l’adhérence modifie l’organisation du cytosquelette et influence ensuite cytosolique/nucléaire.
5. Dire que les intégrines n’ont qu’un rôle d’adhérence : elles déclenchent une signalisation bidirectionnelle mécanique et chimique (FAK, cascades).
6. Confondre les localisations des sélectines : L (lymphocytes), P (plaquettes), E et P (cellules endothéliales).
7. Penser que les sélectines sont directement à la membrane : elles sont stockées et disponibles par exocytose, contrairement à mucines/cadhérines/CD44 immédiatement fonctionnelles.

✅ Checklist Examen

1. Définir l’adhérence cellulaire comme système de reconnaissance entre cellules de même type et préciser que des informations spécifiques d’un tissu sont échangées.
2. Expliquer les deux types d’adhérence (cellule/cellule et cellule/MEC) et associer CAM à cellule/cellule et SAM à cellule/MEC.
3. Citer les deux types de transduction (chimique et mécanique) et relier la mécanique à la modification du cytosquelette puis à l’architecture cellulaire et au métabolisme via kinases/protéines G/cytosoliques.
4. Pour les cadhérines classiques, distinguer type I (cadhérine E, P, N) et type II (cadhérines 5 à 12) et rappeler que les cadhérines interagissent principalement avec d’autres cadhérines.
5. Décrire la cadhérine E : glycoprotéine calcium-dépendante, domaine extracellulaire liant le calcium, partenaires juxtamembranaires (caténine α/β) et filaments du cytosquelette, transduction mécanique et fonctionnelle dès
6. Expliquer les interactions cis et trans des cadhérines (dimère cis ; interaction trans via 1, 3 ou 5 domaines) et relier le nombre de domaines à la proximité des cellules.
7. Pour les cadhérines desmosomales, donner les acteurs (desmogléïnes/desmocollines) et les protéines juxtamembranaires (plakophiline/desmoplakine ou plakoglobine/desmoplakine) et le lien avec les filaments intermédiaires (
8. Pour les sélectines, préciser : glycoprotéines reconnaissant des motifs glucidiques, domaine intracellulaire non lié au cytosquelette, domaine extracellulaire lectine-like calcium-dépendant, pas de dimérisation et pas de
9. Décrire la diapédèse leucocytaire : rôle des cytokines (synthèse de sélectines à la surface endothéliale), roulement puis passage entre jonctions endothéliales, et cas particulier des lymphocytes (sélectines portées par
10. Pour les mucines, préciser qu’elles sont des glycoprotéines transmembranaires très grandes exposant un motif glucidique pour fixer les sélectines et leur rôle au site d’inflammation.
11. Pour les CAM Ig, rappeler : riches en acide sialique, boucles fermées par liaisons disulfures, partie Ca2+-indépendante reconnaissant d’autres CAM Ig et partie Ca2+-dépendante reconnaissant les intégrines, et exemples NC
12. Pour ICAM/PECAM/VCAM/NCAM, préciser leur implication dans la diapédèse (ICAM/PECAM/VCAM exprimées par endothélium dans un second temps, PECAM aussi sur leucocytes) et le comportement des NCAM lors du développement/mobil
13. Pour les intégrines, donner la structure (α et β, 19 α et 8 β formant 24 intégrines), le rôle de la sous-unité α (spécificité de substrat) et β (fixation/transduction), et rappeler qu’elles peuvent être SAM ou CAM selon
14. Expliquer la signalisation bidirectionnelle des intégrines : extérieur→intérieur (activation, clusterisation, polarité survie prolifération, structuration cytosquelette, expression de gènes) et intérieur→extérieur (talin