L’endocytose indépendante de la clathrine

Tout  comme  l’endocytose  dépendante  de  la  clathrine,  ce  type  d’endocytose  va  permettre  l’internalisation  de  matériel  extracellulaire  afin  de  le  diriger  vers  des  voies  de  dégradation  ou  de  recyclage.  Ces  deux  types  d’endocytoses  jouent  des  rôles  similaires  et  agissent  parfois  de  façon  coordonnée  afin  de  contrôler  certains  processus  comme  la  signalisation de la dégradation de certains récepteurs (Sigismund et al., 2008). Cependant, ces  deux types d’endocytoses sont régulés par des signaux différents ; ce qui suggère que ces deux  voies  auraient  des  rôles  distincts  offrant  ainsi  à  la  cellule  un  large  spectre  de  possibilités  régulatrices. Un des rôles de l’endocytose indépendante de la clathrine est son implication  dans la polarisation et la migration cellulaires. En effet, l’internalisation et le recyclage des  intégrines,  protéines  impliquées dans  l’adhésion  intercellulaire,  permettent  à  la  cellule  de  progresser dans sa migration (del Pozo et al., 2005). 

Un grand nombre de mécanismes d’endocytose indépendante de la clathrine ont été  identifiés selon les molécules internalisées et les mécanismes moléculaires utilisés cependant,  aucune classification n’a pu être réalisée car ces voies sont nombreuses et complexes (Mayor 

et  al.,  2014).  Certaines  reposent  sur  une  évagination  de  la  membrane,  comme  la 

macropinocytose  et  la  phagocytose  alors  que  d’autres  reposent  sur  l’invagination  de  la  membrane (comme l’endocytose dépendante de la clathrine) : c’est le cas de l’endocytose  dépendante des cavéolines, qui est le mode d’endocytose indépendante  de la clathrine le  mieux caractérisé (Figure 39). 

    93  Introduction : Trafic vésiculaire neuronal  3.2.2.1. Endocytose dépendante des cavéolines  Les cavéoles sont des invaginations membranaires en forme de flacon et recouvertes  d’un revêtement protéique composé de cavéolines et de cavins (Kovtun et al., 2015) (Figure  39).  Les  cavéolines  sont  caractérisées  premièrement  par  leur  forte  affinité  pour  certains  lipides  en  particulier  le  cholestérol  et  deuxièmement  les  cavéolines  restent  intégrées  à  la  membrane contrairement aux clathrines. Ce type d’endocytose forme des vésicules de 50‐ 80nm de diamètre au niveau de microdomaines membranaires riches en cholestérol et en glycosphingolipides. Les molécules internalisées par ce mécanisme sont ensuite détachées par  la dynamine puis dirigées vers un endosome précoce en passant parfois par l’intermédiaire de  structures particulières appelées cavéosomes. Les composants de ces cavéoles sont quant à  eux, rapidement recyclés vers la membrane, afin de créer d’autres cavéoles.  Les cavéoles sont présents dans la plupart des types cellulaires mais particulièrement  au niveau des cellules endothéliales où elles seraient impliquées dans des mécanismes de  transcytose  et  d’endocytose  de  molécules  localisées  dans  le  compartiment  vasculaire ;  cependant ce rôle reste encore controversé. Ce type d’endocytose s’effectue en réponse à un  stress mécanique ou à une lésion de la membrane plasmique montrant ainsi que les cavéoles  jouent un rôle important dans la régulation du métabolisme cellulaire (Shvets et al., 2014).  Indépendamment de l’endocytose, les cavéoles sont impliquées dans l’activation des voies de  signalisations  cellulaires,  dans  la  régulation  du  métabolisme  lipidique,  dans  la  méchanosensation (capacité  de  la  membrane  à  percevoir  des  forces  mécaniques)  mais  pourraient également intervenir dans la régulation du rythme circadien et dans l’absorption  des acides gras dans l’intestin (Parton and Simons, 2007). 

3.2.2.2. Macropinocytose 

Le mécanisme de macropinocytose repose sur une extension de la membrane grâce à  la  formation  de  lamellipodes  principalement  constitués  de  filaments  d’actine  (Figure  39).  Cette extension membranaire se referme en emprisonnant du matériel extracellulaire créant  ainsi  une  vésicule :  le  macropinosome.  Les  macropinosomes  sont  de  larges  vésicules  irrégulières  et  très  dynamiques  d’environ  0,5‐5µm  de  diamètre.  Le  remplissage  de  ces  vésicules s’effectue de manière non spécifique, elles contiennent donc quelques molécules et  un grand volume de liquide extracellulaire. Le macropinosome ainsi formé est dirigé vers un 

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endosome précoce pour être ensuite digéré dans un lysosome. Ces vésicules sont capables de  se déplacer vers le centre de la cellule et ont une durée de vie de 5 à 20 minutes (Swanson 

and Watts, 1995). Comme pour les autres types d’endocytose, les composants constituant la 

membrane des macropinosomes sont ensuite recyclés vers la membrane plasmique.  

Le  rôle  de  ce  type  d’endocytose  n’a  pas  encore  été  totalement  élucidé.  La  macropinocytose serait très active au niveau des macrophages et des cellules dendritiques où  elle jouerait un rôle majeur dans la capture d’antigène, dans la migration cellulaire et dans les  métastases tumorales. Elle représente également une voie d’entrée pour les pathogènes (Lim 

and  Gleeson,  2011). Ce  processus  d’endocytose  très  dynamique  serait  impliqué  dans  le 

transport vers le corps cellulaire des complexes BDNF/TrkB afin qu’ils puissent soit activer la  synthèse de gènes spécifiques, soit être dégradés par des lysosomes (Kononenko et al., 2017;  Philippidou et al., 2011). 

3.2.2.3. Phagocytose 

La phagocytose correspond à l’internalisation et la dégradation de grosses particules  solides, de débris cellulaires ou même de cellules vivantes (comme des bactéries) (Figure 39).  Les particules devant être phagocytées se lient à des récepteurs membranaires spécifiques  déclenchant  ainsi  l’endocytose.  Il  va  s’en  suivre,  une  exocytose  localisée  de  molécules  permettant l’extension de pseudopodes au niveau du site d’attachement. Ces pseudopodes  vont venir  envelopper  les  particules  fixées  et  provoquer  leur  internalisation  au  sein  des phagosomes cytoplasmiques (Mellman, 2000).  

Ce type d’endocytose est un élément essentiel pour le système immunitaire. Effet, la  phagocytose est réalisée principalement par les granulocytes, les macrophages et les cellules  microgliales.  Au  niveau  cérébral,  les  cellules  microgliales  participent  à  l’élimination  de  la  majeure partie des débris cellulaires cependant certaines études suggèrent que les astrocytes  pourraient également jouer ce rôle En effet, ils seraient capables de phagocyter et auraient  un rôle  important dans l’élimination des débris cellulaires suite à  l’apoptose. Au cours du  développement embryonnaire 50% des neurones meurent par apoptose : ainsi, les astrocytes  pourraient phagocyter les débris cellulaires durant cette période. Cependant, les astrocytes,  via  le  mécanisme  de  phagocytose,  seraient  également  impliqués  dans  le  remodelage  de  l’arborisation neuronale chez l’adulte et dans des étapes de récupération suite à des lésions  induites par une ischémie cérébrale (Tasdemir‐Yilmaz and Freeman, 2014). 

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Introduction : Trafic vésiculaire neuronal