Définition de la signalisation autocrine
Entrons dans le vif du sujet et définissons la signalisation autocrine.
Lasignalisation autoc rine est une forme de communication cellulaire dans laquelle un signal est libéré par une cellule et agit ensuite sur cette MEME cellule, provoquant une modification ou un effet.
Plus tard, nous comparerons et opposerons la signalisation autocrine à une autre forme de communication cellulaire : la signalisation paracrine, mais pour l'instant, il suffit de dire qu'elles sont différentes. Bien qu'elles impliquent toutes deux la transmission d'un signal pour provoquer un effet, les types de signaux qu'elles transmettent sont différents et les méthodes de transmission sont particulièrement importantes pour les distinguer les unes des autres.
La signalisation autocrine se produit dans des types très particuliers de cellules dotées de capacités uniques. Ces cellules sont appelées cellules autocrines dans ce contexte, et les signaux chimiques qu'elles libèrent sont appelés agents autocrines. Les agents autocrines d'une cellule autocrine se lient aux récepteurs autocrines de la même cellule autocrine (dis-le cinq fois plus vite !).
Le fait que les cellules autocrines possèdent ces récepteurs sur leurs membranes cellulaires est l'une de leurs caractéristiques uniques.
Une fois que le messager chimique se lie au récepteur autocrine, la transduction du signal se produit.
Transduction du signal
La transductiondu signal peut se produire de différentes façons, mais elle comporte généralement les étapes de base suivantes. Un ligand, dans ce cas, l'agent autocrine, se lie à un récepteur de la surface cellulaire sur la couche externe de la membrane cellulaire d'un organisme. Cette liaison entraîne l'activation du récepteur. Le récepteur activé active à son tour une autre protéine, généralement une protéine membranaire proche du récepteur. La protéine membranaire activée va ensuite activer d'autresprotéines cytoplasmiques , généralement une protéine activant la suivante, en tandem. Finalement, la protéine finale est atteinte et activée ; elle peut alors agir de diverses façons en fonction du signal spécifique.
Souvent, la protéine finale agit comme un facteur de transcription, allant dans le noyau et provoquant la lecture de certains gènes à des taux plus ou moins élevés.
Chacune de cesprotéines activées , ou même la protéine réceptrice, est susceptible de subir un changement de conformation dû à son activation. Ces changements de conformation (ou de forme) permettent souvent à la protéine de remplir sa fonction particulière.
Les récepteurs à tyrosine kinase en sont un excellent exemple.
Plusieurs RPTK (récepteurs protéines tyrosine kinases) existent à la surface d' une cellule, mais lorsqu'un ligand (le signal) se lie à l'un d'entre eux, il provoque la réticulation ou la dimérisation de ce récepteur avec un autre RTPK, selon un processus connu sous le nom de dimérisation.
Dimérisation - c'est lorsque deux molécules (du même type) s'unissent pour devenir une unité composée de deux. Cela se produit fréquemment avec les récepteurs tyrosine kinases.
Tu as peut-être remarqué que l'expression tyrosine kinase se termine par un -ase, qui, nous le savons, est le suffixe qui implique que la protéine dont nous parlons est une enzyme. C'est certainement le cas des RPTK, et lorsqu'elles se dimérisent, elles débloquent leur activité enzymatique. Chaque membre du dimère de RPTK ajoute alors des molécules de phosphate (PO3 ) à plusieurs tyrosines sur l'autre RPTK. Il s'agit d'un processus connu sous le nom de phosphorylation croisée, où chaque récepteur tyrosine kinase du dimère phosphoryle l'autre membre du dimère.
Maintenant phosphorylés, les deux membres du RPTK sont activés et prêts à accueillir les protéines suivantes (qu'il s'agisse de protéines membranaires ou cytoplasmiques) et à être activés par elles.
Figure 1. Il s'agit d'un schéma simple d'un récepteur tyrosine kinase.
En examinant un exemple d'activation de RPTK, on peut remarquer qu'il suit les principes généraux de la transduction des signaux. La liaison d'un ligand entraîne une activation et unchangement de conformation (via la dimérisation), qui provoque à son tour l'activation des protéines suivantes .
Schéma de la signalisation autocrine
Figure 2. Schéma de la signalisation autocrine.
Tout d'abord, un ligand est libéré de l'intérieur d'une cellule, dans la matrice extracellulaire (la même chose que le liquide extracellulaire).
Ensuite, ces ligands, appelés agents autocrines, atterrissent sur le récepteur de la surface cellulaire d'une cellule autocrine et s'y lient.
Il est important de noter ici quelque chose : une cellule autocrine peut être exactement la même cellule que celle qui a libéré l'agent autocrine, ou bien une cellule différente du même type. En effet, toutes lescellules concernées auront le même récepteur et pourront donc subir une signalisation autocrine.
Par exemple, si une cellule épithéliale de ta gorge libère un agent autocrine, cet agent peut se lier soit à la cellule exacte qui l'a libéré, soit à n'importe laquelle des millions d'autres cellules épithéliales de ta gorge. Dans les deux cas, il s'agit d'une signalisation autocrine.
Troisièmement, ces ligands provoquent la transduction du signal, que nous avons décrite en détail ci-dessus.
Enfin, la transduction du signal provoque une réponse cellulaire particulière.
Exemple de signalisation autocrine
Un exemple fascinant de signalisation autocrine en médecine et en biologie cellulaire se produit dans le cœur.
En raison de divers facteurs de risque, notamment le tabagisme, l'obésité et un mode de vie sédentaire, les valvules cardiaques (qui aident normalement à empêcher le reflux du sang lorsque ton cœur essaie de l'expulser vers tes poumons et ton corps) peuvent se durcir et se raidir. Lorsqu'elles sont raides, le cœur doit travailler plus fort et produire des pressions plus élevées pour forcer les valves à s'ouvrir et à se fermer correctement.
Comme pour tout autre muscle, avec le temps, ce travail acharné fait grossir le cœur et épaissir ses muscles. (
Tu peux tester cela en soulevant des poids à la salle de sport pendant un mois, et voir ce que tout ce travail acharné fait à tes bras !
Un cœur épais n'est pas une bonne chose, et l'hypertrophie des cardiomyocytes (un terme fantaisiste qui signifie hypertrophie du muscle cardiaque) peut éventuellement conduire à une insuffisance cardiaque ou à une crise cardiaque. Ce n'est donc pas une bonne chose et c'est dommageable pour les cellules, en général.
Quel est le rapport entre tout cela et la signalisation autocrine ? Les cardiologues et les scientifiques ont découvert un agent autocrine appelé MIF (facteur inhibiteur de la migration des macrophages) qui agit sur les cellules du cœur dans les états de haute pression (ce qui se produit lorsque les valves sont endommagées, comme nous l'avons mentionné). On pense que le MIF réduit la capacité du cœur à s'hypertrophier, c'est-à-dire à devenir plus musclé, ce qui, comme nous le savons, diminue la probabilité de maladies cardiaques ultérieures comme l'insuffisance cardiaque et l'infarctus. Le MIF est donc connu comme un agent autocrine cardioprotecteur.
Avantages de la signalisation autocrine
Quels sont les avantages de la signalisation autocrine ?
Elles peuvent contribuer à amplifier un signal
Si plusieurs cellules autocrines dans la même zone libèrent le même agent autocrine.
Elles peuvent aider les cellules à s'orienter et à détecter la présence d'autres cellules dans leur environnement immédiat
Les cellules autocrines peuvent utiliser le système de signalisation autocrine comme une sorte de système sensoriel, pour détecter le type et la quantité de cellules dans leur environnement.
Elles peuvent être plus sélectives
Avec la signalisation autocrine, seules les cellules qui possèdent les récepteurs appropriés réagiront à la présence d'agents autocrines.
Ils ne sont pas nécessairement exclusifs
Certains signaux autocrines fonctionnent également comme des signaux paracrines dans les bonnes circonstances.
La famille des protéines Wnt en est un exemple.
Signalisation autocrine et paracrine
Comme nous l'avons mentionné, les signaux autocrines et paracrines peuvent se chevaucher. En fait, la majorité des cellules de notre corps sont capables d' émettre des signaux autocrines et paracrines, et de nombreux signaux peuvent fonctionner dans les deux voies.
Signalisation paracrine - Signal libéré par une cellule qui agit sur d'autres cellules situées à proximité, nous savons que les deux.
Les signaux paracrines et autocrines peuvent tous deux agir à courte distance et leurs effets peuvent ne pas durer longtemps.
Exemples de signaux autocrines | Exemples de signaux paracrines | Exemples de signaux paracrines et autocrines |
Cellules T : Les globules blancs qui tuent les cellules infectées de notre corps. Ils sécrètent des signaux appelés interleukines, qui se lient aux lymphocytes T eux-mêmes, ce qui entraîne des modifications dans les lymphocytes T qui les rendent plus spécifiques au type de cellule qu'ils essaient de tuer. | Oxyde nitrique : L'oxyde nitrique est libéré par les cellules endothéliales qui agissent comme des molécules de signalisation, provoquant la constriction des cellules musculaires lisses. | Peptides natriurétiques : L'ANP, le BNP et le CNP (où NP signifie peptides natriurétiques) sont des protéines produites par les cellules du cœur en réponse à l'accumulation de sang dans le cœur (généralement due à une incapacité à pomper). Il a été démontré que ces trois substances ont une activité paracrine et autocrine. |
Les cellules cancéreuses ont un problème de prolifération excessive et de croissance anormale. Cela est dû en partie aux signaux qu'elles libèrent sous forme de facteurs de croissance, qui favorisent une division cellulaire incontrôlable. | Allergies : Les GB, en réponse aux allergènes (molécules déclenchantes qui agissent comme des signaux) peuvent libérer des molécules qui provoquent certains des symptômes des allergies tels que les bouffées de chaleur, la respiration sifflante, les éruptions cutanées, etc. | Facteurs de croissance : Il a été démontré que les facteurs de croissance comme le FGF ont une capacité à la fois paracrine et autocrine d'augmenter la densité osseuse et la masse musculaire. |
Signalisation autocrine - Principaux enseignements
- La signalisation autocrine est une forme de signalisation cellulaire dans laquelle une cellule produit un signal pour elle-même, ce qui entraîne un effet par le biais de la transduction du signal.
- Parmi les exemples de signalisation autocrine, on peut citer la spécification des lymphocytes T et la croissance incontrôlée des cellules cancéreuses.
- De nombreux signaux sont capables d'agir à la fois comme des signaux paracrines et autocrines.
- Parmi les avantages de la signalisation autocrine, on peut citer la capacité d'amplifier un signal, la capacité d'une cellule à s'orienter à l'aide d'un signal et la capacité d'une cellule à être sélective en termes de réponses à un signal.
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