La matrice extracellulaire - publié le 31/07/2013

Thèmes abordés

Matrice extracellulaire, polysaccharides, macromolécule, protéines fibreuses structurales, glycoprotéines adhérentes

Résumé du document

- MEC = macromolec sécrétées par cellules adjacentes, remodelage adaptatif (protéases et inhibiteurs).
- Fonctions = interaction cellule/matrice, résistance, adhérence et migration cellulaire, prolifération, diff cellulaire, signalisation, régulation diffusion des molec.
- Composition
. Eau, sels (70%), petites molec.
. Prot fibreuses structurales (collagène, élastine) + glycoprot adhérentes (fibronectine, laminine).
. Polysaccharides = GAG + protéoglycanes.

Extraits

[...] MATRICE EXTRACELLULAIRE Généralités MEC = macromolec sécrétées par cellules adjacentes, remodelage adaptatif (protéases et inhibiteurs) Fonctions = interaction cellule/matrice, résistance, adhérence et migration cellulaire, prolifération, cellulaire, signalisation, régulation diffusion des molec Composition Eau, sels petites molec Prot fibreuses structurales (collagène, élastine) + glycoprot adhérentes (fibronectine, laminine) Polysaccharides = GAG + protéoglycanes II] Composants Polysaccharides Glycosaminoglycanes = lgue chaîne de polysaccharides non ramifiée, n répétition d'un disaccharide (sucre aminé + sucre carboxylé), svt gpement sulfate sur aa Propriétés = structure étirée peu flexible (liaison β-osidique), charge négative, hydrophile, volumineuses, poreuses pds matrice) Fonctions = circulation cellules et molec hydrosolubles, résistance à compression 2 grandes familles Acide hyaluronique = chaîne avec jusqu'à 25000 oses, pas de résidus sulfatés, isolé ou associé à d'autres prot, lubrification cartilage, migration cellulaire (embryogenèse) GAG sulfatés = complexes, gdes variations selon tissus, liaisons covalentes avec prot (protéoglycanes) grands types : chondroïtine, dermatane, kératane et héparane sulfate Protéoglycanes = noyau protéique (10-600kDa) + 1 à 100 chaînes de GAG contenant jusqu'à 80 sucres chacun 40-3000kDa, 90-95% sucres Assemblage ds Golgi = fixation lien tétrasaccharide sur Ser du noyau protéique, ajoût résidus glucidiques par glycosyltransférase, sulfatation de nbreux résidus glucidiques Assemblage en complexes macromoléculaires (aggrécan) = acide hyaluronique axe central, fixation protéoglycanes à axe central vie prot de liaison Liaison avec prot fibreuses matrice (collagène, élastine), récepteurs membranaires pour liaison des glycanes à la mb (lien GPI), insertion protéoglycanes ds mb (syndécan) Fonctions = rigidité tissulaire, barrière sélective pour molec et cellules (perlécan glomérule rénal), prolifération cellulaire (motif EGF-like de versican prolifération fibroblastes et chondrocytes) Exemples Aggrécan = 210kDa, >100 GAG, cartilage, support mécanique β-glycane = 36kDa GAG, MEC et mb, lie GTF Décorine = 40kDa GAG, MEC, lie collagène Perlécan = 600kDa, 2-15 GAG, LB, structure et filtration Protéines fibreuses structurales Collagène = prot la plus abdte de organisme composant majeur de matrice types de prot (gènes sécrétées par fibroblastes, fibres constituées de fibrilles avec striation périodique Différents types : Fibrillaire = I (partt sf cartilage) + II (cartilage, disques intervertébraux) + III (vaisseaux) + V (copolymérise avec + XI (copolymérise avec II) résistance à étirement Réseau = IV + VIII (endothélium vaisseaux, cornée) + X (cartilage) support Associé aux fibrilles = VI (intima vaisseaux) + IX (cartilage) + XII (tendons, ligaments) + XIV (peau, tendons) liaisons entre molec Transmembranaire = XIII (coeur, vaisseaux) + XVIII (rétine, iris) liaisons à la cellule Organisation Chaîne α de collagène = hélice rigide 1000aa, répétition triplet Gly-X-Y, aa modifiés (OHPro, OHLys, AlLys), chaînes associées par 3 pour tropocollagène Tropocollagène = assemblage 3 chaînes α en superhélice, stabilisation par interactions H (OH aa modifiés) et électrostatiques Fibrilles de collagène I = autoassemblage orienté des molec tropocollagène ac décalage, ren-forcemt par liaisons covalentes, interactions avec molec de collagène XII associé aux fibrilles Agrégation de fibrilles parallèles en fibres Organisation des fibres en faisceaux Cellules adjacentes synthétisent composants des fibres et dirigent orientation des fibres Synthèse par fibroblastes et cellules apparentées = synthèse pro-chaîne α modif post-trad dans RE et Golgi (hydroxylation Lys et Pro, glycosylation OHLys et Asn) autoassemblage 3 chaînes α en triple hélice de tropocollagène sécrétion procollagène clivage polypeptides autoassemblage Fibres élastiques = en réseau recouvert d'un manchon de microfibrilles (fibrilline), composées d'élastine : Prot fibreuse élastique organisée en réseau, monomère, zones en hélice séparées par résidus Lys modifiés, formation ponts entre molec d'élastine (structure réticulée) Fonctions = état basal condensé le plus stable, capacité d'étirement Mode de synthèse proche du collagène = modif d'aa (AlLys), tropoélastine soluble, formation ponts entre molec élastine, association aux microfibrilles Prot impliquée ds vieillissement = peu de renouvellement, disparition progressive du réseau de fibres élastiques, perte élasticité des tissus Glycoprotéines adhérentes Fibronectine Généralités = glycoprot volumineuse (220kDa) gène avec 50 exons chaînes types de motifs d'aa domaines globulaires séparés par fragments flexibles formes : Fibronectine plasmatique Fibronectine tissulaire = homodimère (liaison par 2 ponts disulfures), sites de liaison à collagène, héparine, intégrines (adhésiotope RGD) et fibrine sur domaines globulaires, régulation interactions car jonctions interdomaines sensibles aux protéases Rôles = migration, prolifération cellulaire (embryogenèse, cicatrisation cutanée), organisation matrice, adhérence cellules-matrice Laminine Généralités = composant majeur de LB, prot volumineuse (200-400kDa), hétérotrimère, liaisons par ponts disulfures isoformes, structure asymétrique, forme de croix, domaines globulaires, sites de liaison à laminine, nidogène (entactine), cellules, héparine, organisation en réseau, synthétisée par nbreuses cellules Fonctions = interaction cellules/LB, différenciation cellules épithéliales, prolifération, migration cellules neurales, adhésion LB/cellules vasculaires Famille des tenascines Généralités = famille de 5 glycoprot, oligomérisation en trimère ou hexamère (tenascine liaison à extrémité Nterm par ponts disulfures, motifs répétés (type III, EGFlike, fribrinogène-like), sites de liaison à tenascine, protéoglycanes extracellulaires, fibronectine, structures liées à mb (intégrine, annexine II) Rôle = morphogenèse, non exprimées dans tissus adultes sains, réexpression dans pathologies (réparation tissulaire, néovascularisation, croissance tumorale) III] Organisation Intégration des différents composants Encombrement des molec Interactions multiples en macromolec identiques ou entre prot fibreuses, protéoglycanes er glycoprot adhérentes, avec d'autres molec et avec les cellules Organisation MEC du TC lâche Support = collagène I + élastine (prot fibreuses) Remplissage = acide hyaluronique + GAG Liaison = fibronectine Organisation MEC de LB Support = collagène IV + laminine Remplissage = perlécan (protéoglycane) Liaison = entactine Aspects dynamiques de la MEC = équilibre synthèse/dégradation Métalloprotéases (MMP) Protéines zinc dpdtes, sécrétées ds matrice ou liées à mb sous forme inactive, activation par autres protéases ou auto-catalyse, expression à niveau très faible ds tissus sains, augmentée ds phénomènes physiologiques ou pathologiques Substrats = ensemble des prot matricielles (collagènes, élastine, fibronectine, laminine, protéoglycanes), cytokines, récepteurs membranaires Rôles des MMP = réparation épithéliums, migration cellulaire, régulation facteurs de croissance et cytokines Inhibiteurs = famille des TIMP et α2-macroglobuline Régulation activité MMP transcriptionnelle (TATA box, AP-1, PEA-3) + traductionnelle vie ARNm) + post-traductionnelle (trafic intracellulaire) + extracellulaire (activation prot MMP, inactivation par TIMP) IV] Implications en pathologie Rupture de équilibre synthèse/dégradation Excès de synthèse = hépatotoxicité liée à alcool (éthanol induit synthèse de collagène, fibrose hépatique périvasculaire, circulation collatérale Excès de destruction = déficit en α1-antitrypsine dégradation de MEC non controlée au niveau pulmonaire (emphysème) et hépatique (cirrhose) Absence de destruction = mucopolysaccharidoses dysfonctionnement hydrolase conduisant à accumulation GAG dans tissus Pathologies acquises, ex : scorbut (déficit en vit = dysfonction proline oxydase, anomalie synthèse collagène, diminution stabilité molec, lésions capillaires (hémorragies), osseuses et dentaires Pathologies héréditaires Syndrome d'Elher-Danlos = mutations gènes ou enzymes responsables de synthèse collagène, maladies touchant de nbreux organes Syndrome de Marfan = mutations gène codant pour fibrilline atteinte tissus élastiques yeux, coeur, vaisseaux . 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