PHAGOSOME: CARACTÉRISTIQUES, FORMATION ET FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Un phagosome, également connu sous le nom de vésicule endocytaire, est une vésicule formée par invagination de la membrane plasmique pour englober une particule phagocytaire ou un micro-organisme. La phagocytose est la seule méthode d'alimentation pour certains protistes et est également utilisée à cette fin par certains métazoaires inférieurs.

Chez la plupart des animaux, cependant, la fonction phagocytaire de certaines cellules est maintenue, mais elles cessent d'avoir une fonction nutritionnelle pour devenir un mécanisme de protection non spécifique contre les agents pathogènes, ainsi que pour l'élimination des cellules mortes ou sénescentes.

Illustration de base de la phagocytose. Tiré et édité de: GrahamColm sur Wikipedia anglais.

Le phagosome, formé lors de la phagocytose, va alors fusionner en un lysosome, pour donner naissance à un phagolysosome. En cela, la digestion du matériel ingéré a lieu. De cette façon, le corps peut capturer et tuer les bactéries. Cependant, certains d'entre eux sont capables de survivre et même de prospérer dans les phagosomes.

caractéristiques

Pour que les phagosomes se forment, les agents pathogènes ou les opsonines doivent se lier à un récepteur transmembranaire, qui est distribué de manière aléatoire à la surface des cellules phagocytaires.

Les Opsonines sont des molécules qui servent de marqueurs, comme les anticorps, qui se lieront aux agents pathogènes et réguleront le processus de phagocytose.

Parce que le phagosome est formé comme une invagination de la membrane plasmique, sa membrane aura la même composition de base de la bicouche lipidique.

Les phagosomes ont des protéines liées à la membrane à recruter et à fusionner avec les lysosomes pour former des phagolysosomes matures

Formation

La phagocytose est un processus séquentiel qui comprend plusieurs étapes telles que: chimiotaxie, adhésion, endocytose, formation de phagosome, formation de phagolysosome, acidification du phagolysosome, formation de métabolites réactifs de l'oxygène, activation des hydrolases lysosomales, libération de matériel digéré, formation de corps résiduel et enfin exocytose.

Endocytose et phagosome

L'endocytose est le mécanisme par lequel les particules ou les micro-organismes vont de l'extérieur vers l'intérieur des cellules. Ce processus peut être optimisé par l'opsinisation des particules et se produit généralement à travers des récepteurs situés dans les régions revêtues de clathrine de la membrane.

Le processus implique l'invagination de la membrane plasmique, donnant naissance à la vacuole phagocytaire. L'adhésion des particules ou microorganismes à la membrane provoque la polymérisation de l'actine et également la formation de pseudopodes. Ces pseudopodes entoureront le matériau à ingérer et fusionneront derrière lui.

Au cours de ce processus, la participation de plusieurs protéines est importante comme la kinase C, la phosphoinositide 3-kinase et la phospholipase C.Lorsque l'invagination finit par se fermer, une vésicule ou un phagosome se forme qui se sépare de la membrane et dérive vers le à l'intérieur de la cellule.

Phagolysosome

Peu de temps après la formation du phagosome, la dépolymérisation de la F-actine se produit, qui est initialement associée au phagosome. La membrane de cette cellule devient accessible aux endosomes précoces.

Ensuite, le phagosome se déplace le long des microtubules du cytosquelette, tandis qu'il passe par une série d'événements de fusion et de fission, impliquant diverses protéines telles que les annexines et les GTPases rap7, rap5 et rap1.

Ces événements font mûrir la membrane du phagosome et son contenu et peuvent fusionner avec les endosomes tardifs et plus tard avec les lysosomes pour former le phagolysosome.

La vitesse à laquelle le phagosome et le lysosome fusionnent dépend de la nature de la particule ingérée, mais prend généralement 30 minutes pour le faire. Cette fusion ne nécessite pas nécessairement que les membranes se réunissent complètement pour que le phagolysosome se forme.

Dans certains cas, la jonction entre le phagosome et le lysosome est réalisée par des ponts aqueux étroits. Ces ponts ne permettent que l'échange limité du contenu des deux structures.

Corps résiduel

Une fois l'hydrolyse de la particule ou du microorganisme effectuée, les molécules résultantes seront libérées dans le cytosol de la cellule et les déchets resteront contenus à l'intérieur de la vésicule, qui devient un corps résiduel.

Plus tard, ces déchets seront libérés à l'extérieur de la cellule par une procédure appelée exocytose.

Caractéristiques

Élimination des agents pathogènes

Les phagosomes appelés macrophages et neutrophiles sont appelés phagocytes professionnels et sont les cellules responsables de la majeure partie de la capture et de l'élimination des agents pathogènes. Ces deux types de cellules ont des méthodes différentes pour décomposer les bactéries.

Les neutrophiles produisent de l'oxygène toxique, ainsi que des dérivés du chlore pour tuer les bactéries, ainsi que l'utilisation de protéases et de peptides antimicrobiens. Les macrophages, pour leur part, dépendent davantage de l'acidification des phagolysosomes, ainsi que de l'utilisation d'enzymes protéolytiques et glycolytiques pour détruire les pathogènes.

Inflammation

Le processus de formation des phagosomes est lié aux processus d'inflammation par le biais de molécules de signalisation communes. La PI-3 kinase et la phospholipase C, par exemple, participent à la formation des phagosomes et sont également des composants importants de la réponse immunitaire innée.

Ces protéines induisent la production de cytokines pro-inflammatoires dans un processus strictement réglementé et dont la réponse inflammatoire dépendra du type de particule qui est englobée dans le phagosome.

Présentation des antigènes

Les cellules dendritiques immatures sont capables de phagocytose d'éléments pathogènes. Les phagosomes de ces cellules ne dégradent que partiellement les pathogènes phagocytés.

À la suite de cette dégradation partielle, des fragments de protéines de taille adéquate pour une reconnaissance bactérienne spécifique résultent. Ces fragments sont ciblés sur le complexe majeur d'histocompatibilité et sont utilisés pour activer les cellules T pour la réponse immunitaire.

Nutrition

De nombreux protistes utilisent la phagocytose comme mécanisme d'alimentation. Dans certains cas, c'est même leur seul mécanisme pour obtenir des nutriments. Dans ces cas, le temps écoulé entre l'engloutissement de la particule alimentaire et sa digestion dans le phagosome est beaucoup plus court que celui utilisé par les phagocytes professionnels.

Les étapes de la phagocytose chez Amibe. Tiré et édité de: Miklos.

Élimination cellulaire

Les phagosomes sont responsables de l'élimination des cellules anciennes et apoptotiques en tant que mécanisme pour atteindre l'homéostasie tissulaire. Par exemple, les globules rouges ont l'un des taux de renouvellement les plus élevés du corps. Ainsi, les érythrocytes sénescents sont phagocytés par des macrophages localisés dans le foie et la rate.

Références

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6. Phagosome. Sur Wikipedia. Récupéré de en.wilipedia.org
7. Phagosome: Qu'est-ce que c'est? Formation, structure, fonction, processus de maturation et manipulation bactérienne. Récupéré de arribasalud.com