Arrêt et adhérence ferme des leucocytes

L’adhérence ferme des leucocytes est la conséquence de la signalisation issue de l’interaction des chimiokines immobilisées à la surface des cellules endothéliales avec leurs récepteurs présents à la surface des leucocytes. Au niveau des leucocytes, la transduction du signal engendrée par la liaison des chimiokines à leurs RCPGs entraîne l’activation des intégrines et aboutit à un arrêt stable et définitif du leucocyte (Figure 32).

Figure 32. Modèle d’activation leucocytaire des intégrines suite à l’activation d’un RCPG par une chim iokine.

Figure 32. Modèle d’activation leucocytaire des intégrines suite à l’activation d’un RCPG par une chimiokine. (1) Les chimiokines immobilisées sur les cellules endothéliales interagissent avec leurs RCPGs spécifiques exprimés par le leucocyte. L’activation rapide du RCPG induit une signalisation dépendante de la protéine G qui conduit à l’activation de la phospholipase C (PLC) qui hydrolyse le PIP2 en IP3 et DAG. Ce dernier, cible le CDGI et Rap-1. (2) Rap-1 favorise l’interaction du Talin avec le domaine cytoplasmique de l’intégrine aboutissant à son changement de conformation permettant une activation intermédiaire. (3) L’interaction de l’intégrine avec son ligand (exemple ICAM-1) exerce une force (F) pour séparer les chaînes α et β de ses régions transmembranaires facilitant ainsi l’accès du ligand à son site de liaison au niveau des intégrines. Ceci favorise l’activation complète des intégrines. Cette interaction entre l’intégrine et le ligand peut être stabilisée par plusieurs mécanismes notamment par le PIP2 généré par la PIP2-kinase type Iγ dépendante des Rho GTPases. (Alon and Ley, 2008)

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1. Intégrines

Les intégrines sont des molécules d’adhérence constituées d’un complexe d'hétérodimères de sous-unités α et β. En absence de stimulation, les intégrines sont sous leur conformation

«courbée ou incurvée » inactive. L’interaction des chimiokines avec leurs RCPGs spécifiques

à la surface des leucocytes permet l’activation des intégrines leucocytaires. Cette activation entraîne un changement de la conformation des intégrines « forme droite ou ouverte », ce qui

favorise l’interaction des intégrines avec leurs ligands exprimés à la membrane des cellules

endothéliales (Figure 32).(Campbell and Humphries, 2011)

Les intégrines les plus importantes pour le recrutement des leucocytes et notamment pour l’étape de l’adhérence ferme sont : les intégrines de la famille β2 tels que l'antigène associé à la fonction lymphocytaire 1 (LFA1/intégrine αLβ2) qui est exprimé par tous les leucocytes, et l'antigène Macrophage 1 (Mac-1 /αMβ2) qui est exprimé par les cellules myéloïdes, ainsi que l'intégrine de la famille β1, l'antigène très tardif 4 « Very Late Antigen 4 » (VLA-4/α4β1), qui est exprimé par les lymphocytes effecteurs et les monocytes. (Langer and Chavakis, 2009) Les principales intégrines qui régulent l'adhérence des leucocytes induite par le SDF-1/CXCL12 sont LFA1/ αLβ2, Mac-1 /αMβ2, VLA-4/α4β1 et VLA-5/α5β1. Il a été montré in vivo dans différents modèles animaux que l’adhérence ferme des neutrophiles s’effectue à l’aide de LFA- 1/αLβ2 et de Mac-1/αMβ2 pour l'adhérence. (Campbell and Humphries, 2011; Van Buul and

Hordijk, 2004; Vestweber, 2015)

De nombreuses études ont démontré le rôle important des intégrines exprimées par les leucocytes dans le contrôle de leur recrutement et notamment dans l’étape de l’adhérence.

Ainsi, la pré-incubation des neutrophiles avec des anticorps neutralisants des β2-intégrines

réduit leur adhérence sur une barrière endothéliale. De même, les souris déficientes en β2-

intégrines présentent une diminution importante de l'adhérence ferme des leucocytes et une altération du recrutement des leucocytes au niveau des sites inflammatoires. (Langer and

Chavakis, 2009; Wilson et al., 1993) Dans un modèle d’arthrite chez le rat, l’inhibition

combinée de LFA-1/αLβ2 et de VLA-4/α4β1 avec des anticorps neutralisants a inhibé l’infiltration des monocytes au niveau des articulations. (Issekutz and Issekutz, 1995) Chez l'Homme, le déficit en adhérence leucocytaire I (LAD-I) est causé par la mutation du gène

ITGB2 codant pour la β2-intégrine, entraînant une altération du recrutement des leucocytes

notamment des neutrophiles et par conséquent, ces patients présentent des infections bactériennes récidivantes mettant en jeu le pronostic vital. (Schmidt et al., 2013)

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2. Les ligands des intégrines

Les intégrines peuvent interagir avec plusieurs ligands comprenant des protéines de la MEC, des glycoprotéines de surface cellulaire ainsi que des facteurs du complément et les composants solubles de la cascade hémostatique et fibrinolytique. Les principaux ligands d'intégrines impliqués dans l'adhérence des leucocytes appartiennent à la superfamille des immunoglobulines et comprennent les molécules d'adhérence intercellulaire (ICAM, Inter

Cellular Adhesion Molecule) 1-5, la molécule d'adhérence cellulaire vasculaire-1 (VCAM-1, Vascular Cell Adhesion Molecule-1), ainsi que les JAMs qui sont exprimées entre autres à la

membrane des cellules endothéliales. (Campbell and Humphries, 2011; Langer and Chavakis,

2009) Les intégrines LFA-1/αLβ2 se lient aux ICAM-1 et ICAM-2 alors que VLA-4/α4β1

interagit avec VCAM-1 exprimé à la surface apicale de l'endothélium. Les intégrines VLA- 4/α4β1 et VLA-5/α5β1 sont capables d’interagir avec la fibronectine, une glycoprotéine matricielle. (Muller, 2013)

3. Interaction entre intégrines leucocytaires et ligands endothéliaux

L’interaction des intégrines avec leurs ligands induit de multiples cascades de signalisation intra-leucocytaires. La liaison entre les chimiokines et les RCPG aboutit à une transduction de signal intracellulaire qui entraîne l’activation d’intégrines dite « inside-out ». Le leucocyte traduit cette transduction de signal en polarisation cellulaire et en mouvement vers l'avant. Ce mouvement est généralement la combinaison de la protrusion frontale et de la contractilité à la fois à l'avant et à l'arrière du leucocyte, ce qui permet le déplacement du leucocyte vers l’avant. Les intégrines LFA1/αLβ2 et VLA4/α4β1 sont nécessaires pour cette migration locomotive directionnelle des leucocytes vers les sites de transmigration. Chacun de son côté agit à travers des cascades de signalisation distinctes pour conduire à une chimiotaxie efficace.

VLA-4/ α4β1 utilise la paxilline pour réguler l'attachement et le détachement des leucocytes

durant la migration directionnelle, la signalisation dépendante de LFA1/αLβ2 est médiée par

l’activation de la voie RhoA/ROCK/MLCK qui régule la contraction des cellules et le détachement de la matrice. (Ley et al., 2007; Van Buul and Hordijk, 2004)

L’interaction des intégrines LFA1/αLβ2 et VLA4/α4β1 avec leurs ligands endothéliaux ICAM- 1 et VCAM-1 sur la surface luminale induisent également une signalisation intracellulaire dans les cellules endothéliales aboutissant ainsi à la migration trans-endothéliale des leucocytes.

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