Endocytose médiée par les récepteurs

Aperçu

L’endocytose qui se fait par l’intermédiaire de récepteurs est un processus grâce auquel des quantités massives de molécules spécifiques peuvent être importées dans une cellule après s’être liées aux récepteurs à la surface de la cellule. Les molécules liées à ces récepteurs sont introduites dans la cellule grâce au repliement intérieur de la membrane à la surface de la cellule, qui est finalement séparée par pincement dans une vésicule à l’intérieur de la cellule. Les protéines structurelles, comme la clathrine, couvrent la vésicule naissante et lui confèrent sa forme ronde.

Endocytose du LDL par l’intermédiaire de la clathrine

Un exemple bien caractérisé d’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs est le transport de lipoprotéines de faible densité (cholestérol LDL) dans la cellule. Le LDL se lie aux récepteurs transmembranaires sur la membrane cellulaire. Les protéines adaptatrices permettent à la clathrine de se fixer à la surface interne de la membrane. Ces complexes protéiques courbent la membrane vers l’intérieur, créant une vésicule recouverte de clathrine à l’intérieur de la cellule. Le cou de la vésicule endocytique est séparé par pincement de la membrane grâce à un complexe de la protéine dynamine et d’autres protéines accessoires.

La vésicule endocytique fusionne avec un endosome précoce, et le LDL se dissocie des protéines réceptrices à cause d’un environnement de pH inférieur. Les protéines réceptrices vides sont séparées en vésicules de transport pour être réinsérées dans la membrane cellulaire externe. Le LDL reste dans l’endosome, qui se lie avec un lysosome. Le lysosome fournit des enzymes digestives qui décomposent le LDL en cholestérol libre pouvant être utilisé par la cellule.

Les rôles de l’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs

Il existe plusieurs fonctions que l’endocytose peut remplir. Dans l’exemple ci-dessus, l’endocytose est utilisée pour faire entrer des ressources (LDL) dans la cellule. De même, le fer est importé dans la cellule par endocytose de la transferrine — une protéine liant le fer — à la surface de la cellule où elle se lie au récepteur de la transferrine (TfR). De la même manière que pour l’endocytose du LDL, une vésicule recouverte de clathrine est formée pour faire entrer la transferrine dans la cellule. Dans l’endosome précoce, une diminution du pH permet la dissociation du fer de la transferrine. La transferrine, cependant, reste liée au TfR. Lorsque le récepteur est renvoyé à la surface de la cellule pour être réutilisé, la protéine de transferrine (sans fer) est libérée dans l’environnement extracellulaire.

L’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs est également utilisée pour réguler la signalisation cellulaire. L’une des principales façons dont les récepteurs de signaux sont régulés est la séquestration, qui consiste à faire entrer les récepteurs dans la cellule par endocytose. Certains récepteurs sont stockés dans des vésicules jusqu’à ce qu’ils soient à nouveau nécessaires, et certains sont dégradés par des enzymes protéolytiques. D’autres voies de signalisation nécessitent une endocytose par l’intermédiaire de récepteurs pour permettre la transduction du signal (c.-à-d. le passage du signal dans la cellule).

Types d’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs

L’endocytose du LDL est un exemple d’endocytose par l’intermédiaire de la clathrine. Il existe également d’autres voies pour l’endocytose, dont celle de la cavéoline est la plus étudiée. Contrairement à la clathrine, qui se lie à la surface, la cavéoline s’insère dans la bicouche lipidique. Le résultat est cependant similaire, parce que la cavéoline provoque une courbure dans la membrane qui permet à une vésicule endocytique de se séparer par pincement de la membrane.

L’utilisation de voies endocytiques à base de récepteurs par les agents pathogènes

Certaines bactéries et virus peuvent envahir les cellules hôtes en détournant les récepteurs natifs de l’hôte. Le virus de la grippe peut envahir les cellules hôtes à l’aide de la voie endocytique faisant intervenir la clathrine et d’autres voies endocytiques. Le virus se lie aux récepteurs à la surface de la cellule, accédant à la cellule hôte, où il s’échappe plus tard à partir de l’endosome.

Certains agents pathogènes libèrent des toxines qui se lient aux récepteurs de l’hôte pour tromper la cellule afin qu’elle les laisse entrer. La bactérie Bacillus anthracis produit la toxine connue sous le nom d’anthrax ; cette toxine est capable de se lier aux récepteurs, subissant une endocytose, puis s’échappant de l’endosome tardif pour causer la nécrose et d’autres symptômes cliniques.