Cadhérine et caténine Les détails pratiques du système de cellules

Le corps humain est un grand système composé d’outils et de matériaux complexes. Les systèmes moléculaires assurent la solidarité entre les cellules, les tissus et les organes, et par conséquent celle de l’ensemble du système. De même que nous n’aurions pas été en mesure de développer des machines complexes et d’édifier notre civilisation sous sa forme actuelle sans tournevis et sans vis, sans boulons et sans écrous, de même, sans les systèmes moléculaires et leurs composants, les cellules ne seraient pas en mesure de rester liées ensemble et les tissus et les organes ne se développeraient pas. Parfois, les cellules forment une liaison lâche avec certains tissus, et parfois elles forment une connexion serrée, voire même très serrée à certains endroits. Par exemple, les connexions dans la barrière hémato-encéphalique et dans la ligne de la vessie doivent être très sûres, empêchant les fuites, alors que les connexions doivent être plus lâchement structurées dans les tissus opaques pour permettre le transport des ions et des molécules entre les cellules.

Les joints cellulaires sont appelés jonctions intercellulaires. Il y a des milliers de molécules (protéines) en charge de ces régions. En tant que membre de telles molécules, le système de liaison cadhérine et caténine maintient deux cellules ensemble comme le feraient, mutatis mutandis, un boulon et un écrou. Ainsi, l’unité des tissus et des organes est-elle assurée.

Le scientifique japonais Masayuki Ozawa fut le premier à appeler ces protéines caténine en 1989, un mot dérivé du latin catena, « chaîne ». La caténine relie en effet les cellules les unes aux autres à l’image d’une chaîne. Lorsque vous construisez un bâtiment, vous placez le ciment, ou des matériaux adhésifs similaires, entre les briques et les pierres. De la même façon, lorsque votre corps se développe, le ciment cellulaire est placé entre les cellules et les relie à l’aide de boulons de cadhérine et d’écrous de caténine.

La famille caténine compte trois membres : l’alpha-caténine, la beta-caténine et la gamma-caténine, classées en fonction de notre poids et de notre taille. La cadhérine est une molécule de Calcium (Ca) à adhésion dépendante (pour lier et coller) qui a été découverte en 1961. La cadhérine se réfère à une molécule de calcium d’adhésion dépendante. Alors que la cadhérine permet la liaison entre les deux cellules, la caténine colle aux extrémités comme un écrou sur un boulon. De cette façon, une connexion est correctement sécurisée. Des déformations structurelles de cadhérine ont été trouvées dans certains cancers de l’estomac. Des cellules qui n’ont pas leur ancrage correctement sécurisé quittent le troupeau comme des brebis égarées. Ces cellules déménagent à d’autres endroits et de nouvelles protéines y sont synthétisées. Les chercheurs ont découvert la caténine en étudiant la molécule cadhérine.

La caténine porte un motif spécial appelé armadillo, nommé ainsi à cause de sa ressemblance avec ce mammifère insectivore, le tatou, dont le nom signifie « armure » en espagnol. Conjointement à la cadhérine, la caténine s’acquitte de tâches très importantes dans de nombreux endroits depuis le développement embryologique dans le ventre de la mère jusqu’aux glandes salivaires, par voie cutanée. Un corps sans caténine ressemblerait à un immeuble sans vis, sans charnières, sans clous, ni ciment. La caténine fonctionne comme l’ancre d’un navire, raison pour laquelle elle est également appelée molécule de jonction d’ancrage.

Alors que les molécules de cadhérine relient deux cellules ensemble, la caténine sécurise les extrémités de la cadhérine et connecte ensuite la cadhérine à l’actine pour former la molécule principale du cadre cellulaire. La caténine effectue d’autres travaux en sus de son rôle de fixation. Cette fonctionnalité multitâche est observée dans beaucoup de structures et de molécules dans le corps. Par un principe d’économie maximale, ces molécules sont créées pour accomplir de nombreux emplois dans un espace limité. Par exemple, la caténine fonctionne dans un système de communication appelé Wnt. Le système de signalisation Wnt relaie à la caténine les signaux qui arrivent à la cellule afin que la première puisse à son tour transmettre le signal vers le noyau de la cellule. Ces dernières années, des erreurs dans ce système ont été rapportées dans les cancers du sein et les cancers intestinaux. En outre, la caténine aide la cadhérine puisqu’elle fonctionne comme un chef d’orchestre dans l’organisation des cellules intestinales. La caténine effectue des tâches actives pour le maintien de l’homéostasie cellulaire intestinale et elle devient hyperactive dans la maladie de Hirschsprung. Cette maladie est un état d’absence de réseau de neurones qui est responsable des mouvements intestinaux (les selles) et qui est censé être présent dans les intestins. Dans de telles parties de l’intestin, les selles ne peuvent être surveillées et l’excrétion ne peut se faire correctement.

Les maladies associées à la cadhérine ont été signalées dans de nombreux cas de cancer. La cadhérine et la caténine sont toutes deux faites pour fonctionner parfaitement le mieux possible. Mais comme pour les autres bénédictions dont Dieu nous a comblés, nous avons tendance à n’apprécier leur existence que lorsqu’elles nous font défaut, lorsque nous tombons malade, — nous semblons alors nous rendre compte que rien dans la nature n’est laissé au hasard.

Lorsque la cadhérine et la caténine ne fonctionnent pas correctement, la létalité embryonnaire a lieu et le bébé risque de mourir avant même d’avoir vu le jour. Les cellules ne peuvent pas complètement se réunir pour organiser les tissus et les systèmes sans ces molécules. Si dans les glandes salivaires ces mêmes molécules souffrent d’un problème, des structures cellulaires anormales peuvent se former, la spécialisation cellulaire est mise en péril et, à nouveau, la mort peut se produire dans l’utérus. Des situations indésirables se produisent dans le cerveau et dans le cartilage du visage si ces molécules ne fonctionnent pas correctement durant le développement prénatal. Des fausses couches pourraient se produire du fait de lacunes lors de la mise en place d’un œuf fécondé dans l’utérus. Les zygotes pourraient avoir du mal à se transformer en un blastocyste à huit cellules.

Les mécanismes et les systèmes qui sont construits dans notre corps sont extraordinaires et ont des finalités multiples, dont nous n’avons pu découvrir qu’une partie. Ces molécules remplissent un certain nombre de ces fonctions attribuées par le Créateur, Celui qui agit avec une subtilité, une sagesse et une générosité infinies.

Kadir Can est professeur de médecine au Centre hospitalier universitaire Fatih à Ankara.