Autophagie
Microautophagie : vue d'ensemble

L’autophagie est un processus auto-catabolique par lequel des composants cellulaires sont livrés aux lysosomes pour la dégradation et qui comprend trois différents types ( voies d'entrée lysosomale).

• La macroautophagie, le processus principal, provoque la capture d'une partie du cytoplasme dans un autophagosome qui fusionne ensuite avec un lysosome pour la dégradation du cytoplasme englouti.
• La microautophagie est un processus dans lequel les organites lytiques, i.e. endosomes tardifs (LE), corps multivésiculaires (MVE/MVB) ou lysosomes, absorbent directement une partie du cytoplasme.
• L’autophagie médiée par des protéines chaperonnes (CMA) induit la translocation des substrats cytosoliques vers la lumière lysosomale directement à travers la membrane limitante des lysosomes.

Petit aparté sur les voies d'entrée dans les lysosomes

Les substrats sujets à la dégradation peuvent pénétrer dans les lysosomes par cinq voies différentes.

1. La voie endocytaire inclut les protéines de la membrane plasmique et les substrats de l’espace extracellulaire dans des vésicules par une grande variété de supports qui sont délivrées dans les endosomes précoces (EE), qui subissent une maturation en endosomes tardifs (LE) pour fusionner avec les lysosomes (Spoilt for choice: Diverse endocytic pathways function at the cell surface 2019).

2. La seconde voie est la microautophagie endosomale.

a. Les protéines membranaires de la membrane limitante des EE ou des LE peuvent être incorporées dans les vésicules intraluminales (ILV) qui bourgeonnent à partir de la membrane limitante.

Le processus génère des corps multivésiculaires (MVE/MVB), le compartiment endosomal contenant les ILV (Life in the lumen: The multivesicular endosome 2019).

b. Grâce à la fusion des MVB avec les lysosomes, les protéines membranaires des ILV atteignent la lumière lysosomale.

Au cours du processus d’invagination qui génère les ILV, les composants cytosoliques peuvent également être incorporés dans les ILV de manière non sélective ou sélective, ce qui permet la dégradation lysosomale des composants cytosoliques avec microautophagie endosomale.

3. La troisième voie est l’autophagie médiée par des protéines chaperonnes (CMA).

• Les motifs de type KFERQ présents dans les protéines cytosoliques sont reconnus par une protéine chaperonne cytosolique, HSC70c, et dirigés vers LAMP2A à la surface lysosomale.
• Ces protéines subissent une translocation dans la lumière lysosomale à travers la membrane lysosomale.

4. La quatrième est la macroautophagie.

• Dans ce processus, une partie du cytoplasme est d’abord enveloppée dans un organite à double membrane spécialisé, l’autophagosome.
• Grâce à la fusion des autophagosomes avec les lysosomes, les substrats cytoplasmiques atteignent la lumière lysosomale.

5. La cinquième est la microautophagie lysosomale (Microautophagy - distinct molecular mechanisms handle cargoes of many sizes 2020).

• Les lysosomes peuvent engloutir une partie du cytoplasme directement par la déformation de la membrane limitante des lysosomes, générant des compartiments intraluminaux liés à la membrane.
• Semblable à la microautophagie endosomale, la microautophagie lysosomale dégrade une partie du cytoplasme et les ensembles spécifiques de protéines membranaires localisés dans la membrane limitante des lysosomes.

Vue d'ensemble de la microautophagie

La microautophagie, contrairement à la macroautophagie, inclut directement les cargos, de manière sélective ou non, dans les lysosomes ou les endosomes, sans passer par des autophagosomes.

Des vésicules autophagiques ou des vésicules intraluminales (ILV) se forment, qui sont ensuite dégradés par des enzymes hydrolytiques.

1. Chez les plantes, la microautophagie implique divers cargos, i.e. (Completing Autophagy: Formation and Degradation of the Autophagic Body and Metabolite Salvage in Plants 2020) :

• les protéines endommagées (Microautophagy Mediates Vacuolar Delivery of Storage Proteins in Maize Aleurone Cells 2022),
• les mitochondries,
• certaines enzymes cytosoliques,
• des parties du noyau,
• des agrégats de pigments et des chloroplastes chez les plantes.

2. Chez les mammifères, les voies de microautophagie ciblent les cargos vers les endosomes, les corps multivésiculaires (MVE/MVB) ou les lysosomes, d'où le nom de microautophagie endosomale (eMI) ou lysosomale.

Certains décrivent diverses formes de microautophagie, i.e. par protrusion ou par invagination (Three Distinct Types of Microautophagy Based on Membrane Dynamics and Molecular Machineries 2018).

Processus impliqués dans la microautophagie