Matrice extracellulaire et molécules d’adhésion cellulaire

L’ECM dans les plantes est principalement de la cellulose et entoure chaque cellule. Avec l’eau, il contribue à la rigidité totale de la plante. La capacité d’un arbre à atteindre une grande hauteur et à conserver sa rigidité est en partie due à l’ECM cellulosique des parois cellulaires ainsi qu’à d’autres produits biochimiques, y compris la lignine et les extensines.

Une forme d’ECM moins facilement observée est trouvé chez les vertébrés sous trois formes principales

  1. Tissu conjonctif – Il contient beaucoup d’ECM et seulement quelques cellules.
  2. Lame basale – Cela peut être considéré comme l’ECM de l’épithélium cellules mais formées en une couche dure contenant un grand nombre de fibres de collagène et de laminine et sur laquelle les cellules de l’épithélium «reposent». Très peu d’ECM entoure chaque cellule individuelle et elles sont jointes les unes aux autres de différentes manières.
  3. Matrice péricellulaire – À quelques exceptions près, toutes les cellules sont entourées d’une matrice extracellulaire cellulaire dans une certaine mesure. C’est ce matériau qui non seulement fournit un support mécanique en liant les cellules entre elles, mais avec le glycocalyx, fournit une barrière biochimique autour de la cellule, une installation d’accueil pour les importations et les exportations vers et depuis la cellule, et un milieu à travers lequel la signalisation chimique peut avoir lieu. Des travaux récents indiquent que les molécules de sucre ECM peuvent avoir un rôle important à jouer dans la biologie du cancer.

Molécules d’adhésion cellulaire (CAM)
Très peu de cellules existent et travaillent isolément. La plupart des cellules existent en tant que système ou société. Les CAM aident à garder la société intacte en fournissant différents degrés et types d’adhésion. Les travaux de recherche indiquent que les CAM, comme l’ECM, sont impliqués dans la signalisation cellulaire. Les CAM sont bien adaptés pour faire ce travail car certains d’entre eux traversent la membrane plasmique et fournissent une route dans la cellule. La nature adhésive des molécules fournit également une «  surface collante  » et certains d’entre eux «  capturent  » par inadvertance des virus à ARN tels que ceux qui causent le rhume.

Cellule «  Do It Yourself  » (bricolage) – adhésifs et jonctions
Comme avec certains adhésifs «Do It Yourself» (DIY), les CAM sont plus efficaces pour coller certains matériaux, mais ils peuvent également être utilisés pour en joindre d’autres.
Il existe quatre grandes familles de CAM (types d’adhésifs) et celles-ci sont utilisées dans différentes situations:

  1. Les personnes impliquées dans les jonctions cellule à cellule sont principalement des molécules de la famille des Cadhérines et dépendent de la présence d’ions Calcium pour fonctionner (pensez à l’adhésion Ca). Ces molécules sont des glycoprotéines transmembranaires et relient le cytosquelette d’une cellule au cytosquelette d’une autre.
  2. Les personnes impliquées dans les jonctions cellule-matrice appartiennent à une grande famille de CAM appelés intégrines (pensez aux intégrines aidant les cellules à effectuer l’intégration) .
    Les intégrines sont également trouvées comme plaques «d’ancrage» dans les jonctions de type adhésion focale et hémidesmosome.
    Les protéoglycanes transmembranaires sont également impliqués dans l’adhésion à l’ECM et la liaison au cytosquelette.
  3. Le super immunoglobuline famille comprennent des molécules d’adhésion spéciales utilisées dans le système nerveux.
  4. Les sélectines sont des CAM spéciales qui se lient aux glucides de la surface cellulaire et sont impliquées dans les mécanismes de réponse inflammatoire.

Jonctions pour les adhésifs
Tout comme il existe différents types de molécules adhésives cellulaires, il existe différents types de liaisons ou de jonctions. Il y en a deux principaux:

1) Les jonctions serrées – celles-ci ne permettent pas aux molécules de passer d’une cellule à l’autre, mais elles rapprochent très étroitement les parois des deux cellules.

2 ) Jonctions espacées – elles relient deux cellules avec un groupe de tubes fins. Les jonctions espacées permettent à de petites molécules, jusqu’à un poids moléculaire de 1200, de passer d’une cellule à une autre. De cette manière, les cellules transmettent des produits chimiques à une cellule voisine dans le besoin. Un exemple de «The Society of Cells» en action.

  • Image de cellules épithéliales humaines avec de la cadhérine teinté de vert et bleu noyau. La cadhérine de coloration verte est très largement distribuée entre ces cellules. C’est pourquoi il semble que la membrane plasmique soit colorée en vert.

    (avec l’aimable autorisation de Louise Cramer, Laboratoire de biologie cellulaire moléculaire & Cell Biology Unit, University College London , Royaume-Uni et Vania Braga, Imperial College London, Royaume-Uni)

CAMs and Cancer – une application réelle
‘Cut’ et «Coller» sont des commandes critiques dans certains cancers

Les ECM et CAM sont impliqués dans de nombreux troubles. Dans certains types de cancer, les CAM peuvent être impliquées dans la propagation des cellules cancéreuses d’un site primaire à un site secondaire. Au site primaire, l’adhérence cellule à cellule est perdue. Les cellules sont «coupées» gratuitement et transportées vers un deuxième site. Ici, l’adhésion cellulaire est augmentée et la cellule est «collée» dans son nouvel emplacement. La cellule se divise et avec une meilleure adhérence reste en place et un cancer secondaire se développe. (Ceci est une description simple mais le principe est correct).
Il est clair que la capacité de comprendre et de contrôler les commandes «couper» et «coller» dans le «programme» de croissance du cancer pourrait nous aider à comprendre comment les cancers secondaires se développent.

Résumé

  • ECM et CAM ont été inclus dans le «déballage de la cellule» parce que ces matériaux biologiques sont intimement associés à presque toutes les cellules. Ils fournissent des liaisons de communication bidirectionnelles cruciales de la cellule à l’environnement environnant et d’une cellule à une autre. Ils sont également responsables d’une grande partie du support physique qui permet aux cellules d’agir en tant que groupe et en tant que tissu.
  • La biologie cellulaire moléculaire de la matrice extracellulaire (ECM) et des cellules associées les molécules d’adhésion (CAM) se révèlent être un domaine de découverte très passionnant avec plusieurs liens intéressants avec les maladies et les troubles chez les animaux, y compris certains cancers. Tout comme une matrice de mots croisés, avec des indices venant de différentes directions, la recherche sur l’ECM et les CAM produit des résultats surprenants. Il est prévu que la recherche dans ce domaine montrera que les ECM et les CAM ont une influence majeure non seulement sur la vie et la mort d’une cellule, mais de la cellule en tant que membre de la société des cellules; la cellule dans un contexte social.

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