COMMUNICATIONS COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRESINTER-CELLULAIRES

Récepteurs et Récepteurs et médiateursmédiateurs

PLANPLAN IntroductionIntroduction Communication par contactCommunication par contact Communication à distanceCommunication à distance

Récepteurs membranairesRécepteurs membranaires MécanismeMécanisme 4 types de récepteurs4 types de récepteurs

Récepteurs cytoplasmiquesRécepteurs cytoplasmiques Communication endocrineCommunication endocrine

Hormones hydrophilesHormones hydrophiles Hormone lipophileHormone lipophile

Communication par neuro-transmetteurCommunication par neuro-transmetteur Communication autocrine et paracrineCommunication autocrine et paracrine CytokinesCytokines

IntroductionIntroduction

Les cellules sont organisées en tissusLes cellules sont organisées en tissus La coordination entre les différents tissus ne La coordination entre les différents tissus ne

peut avoir lieu que grâce à des systèmes de peut avoir lieu que grâce à des systèmes de communication inter-tissuscommunication inter-tissus

Cette communication peut se faire par contact Cette communication peut se faire par contact ou à distance plus ou moins grandeou à distance plus ou moins grande

La communication par La communication par contactcontact 11erer exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules

cardiaquescardiaques La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes

même si le message est discontinumême si le message est discontinu

JJonctions intercellulairesonctions intercellulaires mettant en relation le mettant en relation le cytoplasmecytoplasme de deux de deux cellulescellules voisines voisines..

22èmeème exemple: contact temporaire par des cellules exemple: contact temporaire par des cellules mobilesmobiles

Typiquement : présentation de l’antigène par les Typiquement : présentation de l’antigène par les macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de l’intrusion dans l’organisme d’un corps étranger l’intrusion dans l’organisme d’un corps étranger (bactérie, virus) les cellules phagocytaires (bactérie, virus) les cellules phagocytaires (macrophages) le phagocytent, le digère puis (macrophages) le phagocytent, le digère puis expriment à leur surface des fragments du corps expriment à leur surface des fragments du corps étranger pour le présenter aux cellules immunitaires étranger pour le présenter aux cellules immunitaires (lymphocytes). Le clone lymphocytaire (lymphocytes). Le clone lymphocytaire correspondant va alors se développer, et protéger correspondant va alors se développer, et protéger l’organisme contre cette intrusionl’organisme contre cette intrusion

La communication à La communication à distancedistance

Ce mode de communication nécessite l’intervention Ce mode de communication nécessite l’intervention d’un messager chimiqued’un messager chimique

Ce messager est le support de l’information et va Ce messager est le support de l’information et va réagir avec une cellule « cible ». La cellule devient réagir avec une cellule « cible ». La cellule devient une cellule « cible » si elle a, au préalable fabriqué un une cellule « cible » si elle a, au préalable fabriqué un récepteur spécifique du messager chimiquerécepteur spécifique du messager chimique

Selon la distance entre la cellule émettant le messager Selon la distance entre la cellule émettant le messager et la cellule cible, on distingue des modes de et la cellule cible, on distingue des modes de communication proches ou éloignéscommunication proches ou éloignés

Selon le type cellulaire (neurone ou cellule Selon le type cellulaire (neurone ou cellule endocrine) on distingue la communication nerveuse endocrine) on distingue la communication nerveuse ou endocrineou endocrine

Selon le délai de réponse, on distingue les Selon le délai de réponse, on distingue les communications à court ou à long termecommunications à court ou à long terme

Une autre classification repose sur le type de Une autre classification repose sur le type de messager chimiquemessager chimique

Communication procheCommunication proche ParacrineParacrine AutocrineAutocrine

Sur les récepteurs cellulaires, une molécule Sur les récepteurs cellulaires, une molécule ayant une structure proche du messager peut se ayant une structure proche du messager peut se fixerfixer

2 types d’effet :2 types d’effet : Agoniste, si ce type de molécule entraîne le même Agoniste, si ce type de molécule entraîne le même

effet que le messager (complet ou partiel)effet que le messager (complet ou partiel) Antagoniste si effet bloquant (action réversible ou Antagoniste si effet bloquant (action réversible ou

non)non)

Les récepteurs Les récepteurs membranairesmembranaires

Protéine trans-membranaireProtéine trans-membranaire

mécanismemécanisme

Le messager s’arrête au niveau de la surface de Le messager s’arrête au niveau de la surface de la cellule ciblela cellule cible

Il reconnaît le récepteur spécifique et s’y fixeIl reconnaît le récepteur spécifique et s’y fixe La fixation entraîne une réaction au niveau du La fixation entraîne une réaction au niveau du

cytoplasmecytoplasme Parfois génération d’un 2Parfois génération d’un 2èmeème messager à messager à

l’intérieur de la cellulel’intérieur de la cellule

4 types de récepteurs4 types de récepteurs

Récepteur canalRécepteur canal

Récepteur enzymeRécepteur enzyme

La partie enzymatique du récepteur est activée La partie enzymatique du récepteur est activée après la fixation du messager (L)après la fixation du messager (L)

Récepteur couplé à une enzyme Récepteur couplé à une enzyme (intracytoplasmique)(intracytoplasmique)

Récepteur couplé aux protéines G : activation Récepteur couplé aux protéines G : activation par le récepteur ayant fixé le messager, de par le récepteur ayant fixé le messager, de petites protéines dites G fixées sur la face petites protéines dites G fixées sur la face cytoplasmique de la membrane. Ces protéines cytoplasmique de la membrane. Ces protéines ont une action intracytoplasmique.ont une action intracytoplasmique.

Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Martin Rodbell (Martin Rodbell (prix Nobel de médecine 1994prix Nobel de médecine 1994))

Les protéines G (G pour "Les protéines G (G pour "Guanine nucleotide binding Guanine nucleotide binding proteinsproteins") participent à la transduction du signal : ce sont ") participent à la transduction du signal : ce sont des intermédiaires entre les récepteurs de messagers situés des intermédiaires entre les récepteurs de messagers situés dans la membrane plasmique et les systèmes réactionnels dans la membrane plasmique et les systèmes réactionnels intracellulaires intracellulaires production d’AMPc (2ème messager) production d’AMPc (2ème messager)

Les protéines G amplifient le signalLes protéines G amplifient le signal Chaque récepteur activé par un messager stimule de Chaque récepteur activé par un messager stimule de

nombreuses molécules de protéines Gnombreuses molécules de protéines G Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de

nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle une cascade.une cascade.

Les récepteurs Les récepteurs cytoplasmiquescytoplasmiques

Les messagers lipophiles peuvent franchir les Les messagers lipophiles peuvent franchir les membranes de cellules cibles et se fixer sur un membranes de cellules cibles et se fixer sur un récepteur présent dans le cytoplasmerécepteur présent dans le cytoplasme

Le complexe formé agit sur l’ADN en activant Le complexe formé agit sur l’ADN en activant l’expression de certains gènesl’expression de certains gènes

Synthèse protéiqueSynthèse protéique La protéine effectrice est excrétée hors de la La protéine effectrice est excrétée hors de la

cellulecellule

Communication Communication endocrineendocrine

Les messagers chimiques secrétés par les tissus Les messagers chimiques secrétés par les tissus glandulaires sont appelés des glandulaires sont appelés des hormoneshormones

Ils sont véhiculés par le sang et capables d’agir à Ils sont véhiculés par le sang et capables d’agir à distance sur une cellule cible par l’intermédiaire d’un distance sur une cellule cible par l’intermédiaire d’un récepteur spécifique.récepteur spécifique.

Transmission lente (qq minutes) mais action longueTransmission lente (qq minutes) mais action longue Les hormones sont classées selon leur affinité pour Les hormones sont classées selon leur affinité pour

l’eau: hydrophile ou hydrophobe l’eau: hydrophile ou hydrophobe Hydrophobe = lipophileHydrophobe = lipophile

Hormone hydrophileHormone hydrophile

Soluble dans l’eau donc dans le plasmaSoluble dans l’eau donc dans le plasma Incapable de franchir la membrane cellulaireIncapable de franchir la membrane cellulaire Agit en se fixant sur un récepteur membranaireAgit en se fixant sur un récepteur membranaire Une même cellule peut posséder différents récepteurs, Une même cellule peut posséder différents récepteurs,

donc différents « seconds » messagers donc donc différents « seconds » messagers donc différentes voies d’activationdifférentes voies d’activation

2 hormones peuvent agir sur la même cellule et avoir 2 hormones peuvent agir sur la même cellule et avoir des effets totalement opposés (ex: insuline et des effets totalement opposés (ex: insuline et glucagon). Elles régulent le métabolisme cellulaire.glucagon). Elles régulent le métabolisme cellulaire.

Hormone lipophileHormone lipophile

Hormones transportées dans le sang par des Hormones transportées dans le sang par des protéines (ex: hormones stéroidiennes telles protéines (ex: hormones stéroidiennes telles que cortisol, androgènes, oestrogènes…) que cortisol, androgènes, oestrogènes…)

Elles franchissent les membranes des cellules Elles franchissent les membranes des cellules cibles, se fixent sur un récepteur cibles, se fixent sur un récepteur cytoplasmique et activent l’expression d’un cytoplasmique et activent l’expression d’un gènegène

Communication par Communication par neurotransmetteurneurotransmetteur

Neurones = cellules du tissu nerveuxNeurones = cellules du tissu nerveux Communiquent par neurotransmetteurs Communiquent par neurotransmetteurs

(acétylcholine, peptides…)(acétylcholine, peptides…) L’influx nerveux se propage le long du neurone et L’influx nerveux se propage le long du neurone et

arrive au bout des terminaisons nerveuses en libérant arrive au bout des terminaisons nerveuses en libérant des vésicules contenant ces neurotransmetteurs. Ces des vésicules contenant ces neurotransmetteurs. Ces messagers atteignent leurs cibles (très proches) et se messagers atteignent leurs cibles (très proches) et se fixent sur les récepteurs membranairesfixent sur les récepteurs membranaires

Synapse = espace entre les 2 cellulesSynapse = espace entre les 2 cellules Récepteurs canaux et récepteurs activant la Récepteurs canaux et récepteurs activant la

production d’un second messagerproduction d’un second messager

Communication paracrine et Communication paracrine et autocrineautocrine

Distance courte entre la cellule fabriquant le Distance courte entre la cellule fabriquant le messager et la cellule cible (qq dizaines de messager et la cellule cible (qq dizaines de microns) exemple: neurotransmetteurmicrons) exemple: neurotransmetteur

Autocrine = la cellule émettrice est la cellule Autocrine = la cellule émettrice est la cellule cible (épithélium glandulaire)cible (épithélium glandulaire)

Les récepteurs en cause peuvent être Les récepteurs en cause peuvent être transmembranaires ou cytoplasmiquestransmembranaires ou cytoplasmiques

Les médiateurs de Les médiateurs de l’immunitél’immunité

les cytokinesles cytokines Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, provenant essentiellement des cellules de l’immunité: provenant essentiellement des cellules de l’immunité: lymphocytes, monocytes, macrophages…lymphocytes, monocytes, macrophages…

Molécules de communication entre cellules de différents systèmes

Formes solubles et membranaires Interactions spécifiques avec des récepteurs

membranaires et solubles Facteurs non-spécifiques Mode d’action: paracrine

cytokinescytokines

Classification Interleukines: 1 à 35 TNF/ lymphotoxines Interférons Facteurs de croissance hématopoïétiques Chémokines

Conséquences de la sécrétion de cytokines

Situation normale, activation aigue transitoire Réponse inflammatoire protectrice Lutte anti-infectieuse Effet anti-inflammatoire des protéines de

l’inflammation Induction d’inhibiteurs

interleukinesinterleukines

Protéines produites par les leucocytes et les Protéines produites par les leucocytes et les macrophages, au cours de la réponse immunemacrophages, au cours de la réponse immune

Elles vont stimuler les lymphocytes B et T Elles vont stimuler les lymphocytes B et T activés eux-mêmes par leurs antigènes activés eux-mêmes par leurs antigènes spécifiquesspécifiques

Le résultat est l’activation de la production Le résultat est l’activation de la production d’anticorps et de l’immunité cellulaire (NK)d’anticorps et de l’immunité cellulaire (NK)

interleukinesinterleukines

IL-1, IL-8, IL-6, IL-23, IL-17: Inflammation,

destruction de la matrice IL-4, IL-10, IL-13: Anti-inflammation, fibrose IL-4, IL-13: Allergie, production d’IgE IL-5: Allergie, activation des éosinophiles IL-10: Production d’IgG et d’autoanticorps

interféronsinterférons

Petites protéines produites par les cellules telles que Petites protéines produites par les cellules telles que monocytes, fibroblastes…monocytes, fibroblastes…

En réponse à une infection viraleEn réponse à une infection virale GlycoprotéineGlycoprotéine En se fixant sur les cellules saines, il provoque la En se fixant sur les cellules saines, il provoque la

synthèse de molécules antivirales dans leur synthèse de molécules antivirales dans leur cytoplasme, qui stoppent la multiplication du virus en cytoplasme, qui stoppent la multiplication du virus en empêchant la traduction des ARN messagers virauxempêchant la traduction des ARN messagers viraux

Médicament: SIDA, Hépatite CMédicament: SIDA, Hépatite C

interféronsinterférons

, fibroblastes: anti-viral, hépatites virales , leucocytes: anti-inflammatoire, sclérose en

plaques , lymphocytes , cellules NK: inflammation,

immunité cellulaire

facteurs de croissancefacteurs de croissance

Ils stimulent la pousse et la différenciation des Ils stimulent la pousse et la différenciation des cellules souchescellules souches

Il en existe plusieurs sortesIl en existe plusieurs sortes Ils ont pour origine les cellules sanguines, les Ils ont pour origine les cellules sanguines, les

macrophages, les fibroblastes, les cellules macrophages, les fibroblastes, les cellules endothéliales…endothéliales…

G-CSF: greffe de cellules souchesG-CSF: greffe de cellules souches EPO: érythropoïétineEPO: érythropoïétine

TNF (tumoral necrosis TNF (tumoral necrosis factor)factor)

Le TNF (tumor necrosis factor) est classé parmi les Le TNF (tumor necrosis factor) est classé parmi les cytokines. C'est un médiateur de l'immunité naturelle cytokines. C'est un médiateur de l'immunité naturelle car sa sécrétion ne nécessite pas l'intervention d'un car sa sécrétion ne nécessite pas l'intervention d'un antigène. antigène.

L'origine du terme TNF vient d'observations L'origine du terme TNF vient d'observations anciennes de nécrose hémorragique de tumeurs anciennes de nécrose hémorragique de tumeurs chez certains patients lors d'une infection chez certains patients lors d'une infection bactérienne. bactérienne.

Il existe un TNFIl existe un TNF appelé cachectine et un TNFß appelé cachectine et un TNFß appelé lymphotoxine de structure voisine. Ils sont appelé lymphotoxine de structure voisine. Ils sont formés d'environ 200 acides aminés. Le TNF humain formés d'environ 200 acides aminés. Le TNF humain tend à s'associer sous forme de trimère. tend à s'associer sous forme de trimère.

chemokineschemokines

Influent sur la migration des cellules de Influent sur la migration des cellules de l’immunité non spécifique (leucocytes) vers le l’immunité non spécifique (leucocytes) vers le lieu de production de ces molécules lieu de production de ces molécules

Sont secrétées par les cellules endothélialesSont secrétées par les cellules endothéliales Lors d’un processus inflammatoire, permettent Lors d’un processus inflammatoire, permettent

le rassemblement des cellules concernéesle rassemblement des cellules concernées