Chimiokines sont de petites protéines signal qui déclenchent la chimiotaxie (migration) des cellules. Habituellement, ces cellules sont des cellules immunitaires. Ainsi, les chimiokines sont responsables du fonctionnement efficace du système immunitaire.
Que sont les chimiokines?
Les chimiokines sont de petites protéines appartenant à la famille des cytokines. Ils provoquent la migration des cellules. Il s'agit principalement de cellules immunitaires censées se rendre rapidement à l'endroit approprié d'une blessure ou d'une infection.
Les chimiokines sont produites par les cellules, qu'elles sont censées attirer. À la surface de ces cellules se trouvent des récepteurs qui permettent aux chimiokines de s'ancrer. Les molécules de signalisation sont divisées en chimiokines inflammatoires et homéostatiques. Dans la plupart des cas, les chimiokines sont inflammatoires. Ils attirent les cellules immunitaires vers leur destination, ce qui déclenche immédiatement des processus inflammatoires pour se défendre contre l'infection. Les chimiokines inflammatoires sont toujours produites sur le site de la lésion ou de l'infection par les cellules immunitaires qui y sont présentes afin d'attirer d'autres cellules de défense.
Des chimiokines homéostatiques sont constamment produites même en l'absence d'infection. Ils sont utilisés pour surveiller les tissus sains. Les chimiokines ont un effet chimiotaxique sur les cellules immunitaires telles que les monocytes, les macrophages, les kératinocytes, les fibroblastes, les plaquettes, les cellules endothéliales, les cellules T, les cellules stomisées, les neutrophiles et les cellules dendritiques. Elles sont également produites par ces cellules comme substances de signalisation afin d'attirer des cellules similaires si nécessaire.
Anatomie et structure
Les chimiokines sont de petites chaînes protéiques de 75 à 125 acides aminés chacune. À l'extrémité terminale de la chaîne, il y a un ou deux résidus cystéine. La cystéine est un acide aminé soufré qui peut former des ponts disulfure dans la molécule. Les résidus cystéine forment maintenant des ponts sulfure au sein de la chaîne protéique.
Alors que la séquence d'acides aminés est variable au sein des protéines de la famille des chimiokines, la structure tertiaire reste la même pour toutes les chimiokines. Le corps principal est formé comme une feuille anti-parallèle à trois brins avec une structure bêta. La chaîne se termine à l'extrémité carboxy avec une hélice alpha. Il y a maintenant les résidus de cystéine. Il existe quatre structures dans lesquelles ces résidus cystéine terminaux peuvent être disposés. Chaque structure symbolise une famille de chimiokines. Ainsi, deux résidus de cystéine peuvent se succéder. La famille des chimiokines correspondante est appelée la famille CC. Si un autre acide aminé est commuté entre les résidus cystéine, il s'agit de la famille CXC. La famille CX3C contient deux résidus cystéine séparés par trois acides aminés.
Enfin, il existe une famille avec un résidu cystéine connu sous le nom de famille C. Tous les résidus cystéine forment un pont sulfure au sein de la chaîne. Les familles de chimiokines individuelles ont des fonctions différentes. La structure exacte des chimiokines n'est pas encore entièrement comprise. Les chimiokines n'ont pas nécessairement besoin de liquide tissulaire ou de sang pour remplir leur fonction. Ils peuvent également transmettre leurs signaux via des structures solides à travers des gradients de concentration. Avec la charge positive de leurs nombreux acides aminés basiques, ils se lient à une molécule de sucre chargée négativement (glycosaminoglucane) à la surface des cellules. On ne sait pas encore pourquoi ils perdent leur fonction lorsqu'ils ne peuvent plus se lier au glycosaminoglucane.
Fonction et tâches
La fonction principale des chimiokines est d'attirer certaines cellules immunitaires vers les endroits du corps qui sont actuellement soumis à un niveau de défense plus élevé contre les intrus infectieux. Cela rend la réponse immunitaire plus efficace. Dans la plupart des cas, ils s'assurent également que des réactions inflammatoires considérables se développent afin de conjurer l'infection. Ils sont générés sur le site de la lésion ou de l'infection par les cellules immunitaires déjà présentes.
Les cellules maintenant attirées se déplacent vers la concentration la plus élevée de chimiokines. Les récepteurs de chimiokine correspondants sont situés à leur surface. Les chimiokines se lient à ces récepteurs et déclenchent ainsi une migration des cellules vers la concentration de chimiokine la plus élevée. Cependant, chaque famille de chimiokines se lie à ses propres récepteurs.La famille CC assure la migration des monocytes, des lymphocytes ainsi que des basophiles et des éosinophiles. La famille CXC est responsable de l'angiogenèse (croissance des vaisseaux sanguins). La famille CX3C joue un rôle dans les processus inflammatoires du système nerveux. Enfin, les chimiokines C activent les cellules T CD8 et les cellules NK (cellules tueuses naturelles).
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Si l'interaction des chimiokines et des récepteurs des chimiokines est perturbée, le système immunitaire fonctionne mal. Souvent, en raison d'une mutation dans le récepteur correspondant, ce n'est plus un ajustement parfait pour l'arrimage des chimiokines. Cela signifie que les cellules immunitaires ne peuvent plus être attirées dans des situations critiques.
Ce dysfonctionnement se manifeste alors par une déficience immunitaire. Le soi-disant syndrome WHIM, une déficience immunitaire spéciale, peut être attribué à un défaut du récepteur des chimiokines. Cette maladie se manifeste par des infections virales et bactériennes récurrentes. Les patients présentent une sensibilité particulière au papillomavirus humain, dont l'infection se traduit par des verrues. La moelle osseuse est pleine de cellules précurseurs T, mais celles-ci ne migrent pas vers les sites d'infection. Des déficiences immunitaires sélectives contre certains agents pathogènes sont également possibles. Par exemple, si un récepteur d'une chimiokine de la famille CC est muté, il existe une sensibilité particulière au virus du Nil occidental. En cas de mutation, le même récepteur assure également une immunité héréditaire au virus HI.
Certaines mutations dans le domaine des récepteurs des chimiokines peuvent également être en partie responsables de maladies auto-immunes ou d'allergies. La surproduction de certaines chimiokines peut également entraîner des maladies. Il a été constaté que le développement du psoriasis (psoriasis) est lié à une surproduction de la chimiokine CXC IL-8. La polyarthrite rhumatoïde se produit également avec une surproduction d'IL-8. Les changements athéroscléreux sont souvent le résultat de processus inflammatoires excessifs, parfois causés par une activité chimiokine accrue.
