Les tissus de notre corps ne peuvent se maintenir que si les cellules adhèrent non seulement les unes aux autres, mais aussi aux structures extracellulaires, comme les fibres de collagène du tissu conjonctif et de la peau. Comment cela fonctionne-t-il exactement au niveau cellulaire ? Quelles protéines jouent quel rôle ?
De nouvelles données et découvertes ont maintenant été publié par les équipes de recherche dirigées par le biologiste cellulaire Christof Hauck (Constance, Allemagne) et le chimiste Heiko Möller (Potsdam, Allemagne) dans la revue PLOS BiologieLes résultats de leur étude pourraient contribuer au développement ultérieur d’agents médicaux déjà utilisés pour traiter les maladies inflammatoires de l’intestin ou prévenir les crises cardiaques.
La paxilline comme lien avec le système de soutien intracellulaire
Des protéines membranaires spécialisées, les intégrines, assurent la cohésion des tissus. Elles servent de points d’ancrage aux cellules. Chaque cellule possède de nombreux points d’ancrage, appelés adhérences focales, qui lui donnent un soutien, comme de petits pieds. Les intégrines doivent coopérer avec les protéines de la cellule pour pouvoir également se connecter au système de soutien intracellulaire, le cytosquelette.
L’une de ces protéines est la paxilline. Étant donné que la paxilline est présente dans toutes les cellules comme lien entre les intégrines et le cytosquelette, elle sert également de marqueur pour visualiser les points d’ancrage en forme de points et de lignes, c’est-à-dire les adhérences focales.
Contrairement à ce que suggèrent les termes cytosquelette et adhérence focale, ces points d’ancrage ne sont en aucun cas statiques. Lors du mouvement des cellules, par exemple, ils se dissolvent en permanence et se réattachent ailleurs, comme lorsque les cellules du tissu conjonctif doivent refermer une plaie de notre peau. Les nouvelles données des scientifiques montrent que la paxilline se lie directement à la partie intracellulaire de l’intégrine. Elle s’accroche pour ainsi dire au récepteur.
L’analyse de la structure 3D révèle une pièce importante du puzzle
Les chercheurs ont pu déterminer le site d’interaction exact dans la paxilline et l’intégrine et déterminer la structure 3D jusqu’alors inconnue de cette partie de la paxilline.
« Nous avons trouvé une pièce cruciale du puzzle pour comprendre l’interaction de ces deux protéines lorsque le site de liaison exact de l’intégrine a été délimité dans le contexte de la structure 3D de la paxilline : dans la paxilline, cette partie est formée comme un volet mobile, qui est très susceptible de maintenir l’intégrine comme une pince, mais peut également être facilement libéré à nouveau », explique le chimiste Möller.
Le biologiste cellulaire Hauck ajoute : « En principe, la flexibilité de ce segment de paxilline semble soutenir la motilité des cellules dans leur ensemble en saisissant et en libérant l’intégrine. »
Application aux ingrédients médicaux
Les structures protéiques dynamiques ont été analysées par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) par le groupe de recherche de Möller à Potsdam.
« Cela nous a permis de produire à Constance des variantes spécifiques de la paxilline et des intégrines et de tester sur des cellules vivantes leur influence sur la formation et la composition des adhérences focales. Nous pouvons désormais formuler de nouvelles hypothèses sur la manière dont elles se forment et se remodèlent », explique Hauck.
En médecine, des principes actifs qui manipulent les intégrines et leur capacité d’adhésion sont déjà utilisés pour prévenir les crises cardiaques ou traiter les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Les scientifiques espèrent que les résultats de l’étude contribueront au développement futur de nouveaux principes actifs pour cibler spécifiquement les points d’adhésion cellulaire.
Plus d’informations :
Timo Baade et al, Une boucle flexible dans le domaine LIM3 de la paxilline assure sa liaison directe aux sous-unités β de l’intégrine, PLOS Biologie (2024). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002757