Transcytose: caractéristiques, types, fonctions
La transcytose est le transport de matériaux d'un côté à l'autre de l'espace extracellulaire. Bien que ce phénomène puisse se produire dans tous les types de cellules, y compris les ostéoclastes et les neurones, il est caractéristique de l'épithélium et de l'endothélium.
Au cours de la transcytose, les molécules sont transportées par endocytose, médiée par certains récepteurs moléculaires. La vésicule membraneuse migre à travers les fibres microtubulaires qui composent le cytosquelette et de l'autre côté de l'épithélium, le contenu de la vésicule est libéré par exocytose.
Dans les cellules endothéliales, la transcytose est un mécanisme indispensable. Les endothéliums ont tendance à former des barrières imperméables aux macromolécules, telles que les protéines et les nutriments.
De plus, ces molécules sont trop grosses pour passer à travers les transporteurs. Grâce au procédé de transcytose, le transport desdites particules est réalisé.
Découverte
L'existence de la transcytose a été postulée dans les années 1950 par Palade alors qu'il étudiait la perméabilité des capillaires, où il décrit une population d'amplificateurs de vésicule. Par la suite, ce type de transport a été découvert dans les vaisseaux sanguins présents dans le muscle strié et cardiaque.
Le terme "transcytose" a été inventé par le Dr N. Simionescu et son groupe de travail pour décrire le passage de molécules du côté luminal des cellules endothéliales des capillaires à l'espace interstitiel dans des vésicules membraneuses.
Caractéristiques du processus
Le mouvement des matériaux dans la cellule peut suivre différentes voies transcellulaires: le mouvement par les transporteurs membranaires, par les canaux ou les pores ou par la transcytose.
Ce phénomène est une combinaison des processus d'endocytose, du transport des vésicules à travers les cellules et de l'exocytose.
L'endocytose consiste en l'introduction de molécules dans les cellules, les englobant dans une invagination provenant de la membrane cytoplasmique. La vésicule formée est incorporée au cytosol de la cellule.
L'exocytose est le processus inverse de l'endocytose, où la cellule excrète les produits. Au cours de l'exocytose, les membranes des vésicules fusionnent avec la membrane plasmique et le contenu est libéré dans le milieu extracellulaire. Les deux mécanismes sont essentiels au transport de grosses molécules.
La transcytose permet à différentes molécules et particules de traverser le cytoplasme d'une cellule et de passer d'une région extracellulaire à une autre. Par exemple, le passage de molécules à travers les cellules endothéliales au sang en circulation.
C'est un processus qui a besoin d'énergie - il dépend de l'ATP - et implique les structures du cytosquelette, où les microfilaments d'actine ont un rôle moteur et où les microtubules indiquent la direction du mouvement.
Les étapes
La transcytose est une stratégie utilisée par les organismes multicellulaires pour le déplacement sélectif de matériaux entre deux environnements, sans modifier leur composition.
Ce mécanisme de transport implique les étapes suivantes: premièrement, la molécule se lie à un récepteur spécifique qui se trouve sur la surface apicale ou basale des cellules. Ensuite, le processus d'endocytose se produit à travers les vésicules couvertes.
Troisièmement, il se produit un transit intracellulaire de la vésicule vers la surface opposée à celle où elle a été internalisée. Le processus se termine par l'exocytose de la molécule transportée.
Certains signaux sont capables de déclencher des processus de transcytose. Il a été déterminé qu'un récepteur d'immunoglobuline polymère appelé pIg-R ( récepteur d'immunoglobine polymère ) subit une transcytose dans des cellules épithéliales polarisées.
Lorsque la phosphorylation d'un résidu de l'acide aminé sérine se produit à la position 664 du domaine cytoplasmique de pIg-R, elle est induite dans le processus de transcytose.
En outre, certaines protéines associées à la transcytose (TAP, protéines associées à la transytose ) se trouvent dans la membrane des vésicules qui participent au processus et participent au processus de fusion membranaire. Il existe des marqueurs pour ce processus et il s’agit de protéines d’environ 180 kD.
Types de transcytose
Il existe deux types de transcytose, en fonction de la molécule impliquée dans le processus. L'une est la clathrine, une molécule de nature protéique qui participe au trafic de vésicules à l'intérieur des cellules et de la cavéoline, une protéine intégrale présente dans des structures spécifiques appelées cavéoles.
Le premier type de transport, qui implique la clathrine, consiste en un type de transport très spécifique, car cette protéine a une haute affinité pour certains récepteurs qui se lient à des ligands. La protéine participe au processus de stabilisation de l'invagination qui produit la vésicule membraneuse.
Le deuxième type de transport, véhiculé par la molécule de cavéoline, est essentiel dans le transport de l'albumine, des hormones et des acides gras. Ces vésicules formées sont moins spécifiques que celles du groupe précédent.
Fonctions
La transcytose permet la mobilisation cellulaire de grosses molécules, principalement dans les tissus de l'épithélium, en maintenant intacte la structure de la particule en mouvement.
En outre, c'est le moyen par lequel les nourrissons parviennent à absorber les anticorps du lait maternel et sont libérés dans le liquide extracellulaire de l'épithélium intestinal.
Transport d'IgG
L'immunoglobuline G, en abrégé IgG, est une classe d'anticorps produite en présence de micro-organismes, qu'il s'agisse de champignons, de bactéries ou de virus.
On le trouve fréquemment dans les liquides organiques, tels que le sang et le liquide céphalo-rachidien. De plus, il s'agit du seul type d'immunoglobuline capable de traverser le placenta.
L'exemple le plus étudié de la transcytose est le transport des IgG, du lait maternel chez les rongeurs, qui traversent l'épithélium de l'intestin chez les jeunes.
L'IgG est capable de se lier aux récepteurs Fc situés dans la partie luminale des cellules du pinceau, le complexe récepteur du ligand est endocytosé dans les structures vésiculaires couvertes, ils sont transportés à travers la cellule et la libération se produit dans la partie basale.
La lumière de l'intestin a un pH de 6, de sorte que ce niveau de pH est optimal pour l'union du complexe. De même, le pH pour la dissociation est de 7, 4, ce qui correspond au fluide intercellulaire du côté basal.
Cette différence de pH entre les deux côtés des cellules épithéliales de l'intestin permet aux immunoglobulines d'atteindre le sang. Chez les mammifères, ce même processus permet de faire circuler les anticorps des cellules du sac vitellin vers le fœtus.
