Malgré des mécanismes d'entrée différents, une fois internalisés, les cargos endocytés rejoignent un réseau complexe de compartiments membranaires endosomaux et, à partir de là, sont triés et dirigés vers différentes destinations.
La plupart des membranes ou des cargos sont endocytés :
vers la membrane plasmique pour un recyclage qui peut être rapide ou lent.
2. La transcytose, qui peut être clathrine-dépendante ou clathrine-indépendante, est un transport sans modification qui permet le passage (entrée et sortie) à travers une cellule d'un cargo pour passer d'un espace extracellulaire à un autre, i.e. en particulier pour traverser des barrières biologiques.
La transcytose peut ou non transiter par les endosomes/lysosomes.
Remarque : les phagosomes, vésicules issues de la phagocytose, et les macropinosomes, issus de la macropinocytose, se dirigent, selon certains auteurs, directement vers les lysosomes pour être dégradés, sans passer par les endosomes, ce qui est loin d'être admis à l'heure actuelle.
Principales voies endocytaires et leurs destinations
(Figure : vetopsy.fr d'après Thottacherry et coll)
2. Les voies indépendantes de la dynamine génèrent, en général, des CLIC (CLathrin-Independent Carriers ou transporteurs indépendants de la clathrine) à structure tubulaire très polymorphe qui fusionnent pour former des GEEC ( glycosylphosphatidyl enriched Early Endocytic Compartment).
Quelle que soit la voie d'entrée dans les cellules, les cargos ont des itinéraires distincts dans le système endosomal lors de l'endocytose et peuvent être classées en six types selon les voies endocytaires connues (Rapid Endosomal Recycling 2017).
CD44, CD98, CD147 et le transporteur de glucose Glut1, qui suivent la voie alternative, sont des exemples typiques de l'endocytose clathrine indépendante (CIE).
2. Les cargos de type B voyagent dans les endosomes précoces et de recyclage, et une partie est dirigée dans les tubules de recyclage et une autre dans les endosomes tardifs et les lysosomes pour les dégrader.
3. Les cargos de type C, à courte durée de vie, voyagent le long de la voie de dégradation et presque tous sont triés par les endosomes tardifs et dégradés dans les lysosomes.
4. Les cargos de type D, à longue durée de vie, voyagent le long de la route rétrograde vers le réseau trans-Golgi (TGN) et, à leur entrée dans les endosomes précoces, ils sont triés soit dans des tubules rétrogrades vers le TGN, soit vers les endosomes tardifs pour être livrés au réseau trans-Golgi (TGN).
5. Les cargos de type E, à longue durée de vie, sont triés dans les endosomes précoces et de recyclage pour aller dans les endosomes tardifs et être redirigés vers la membrane plasmique soit par recyclage, soit par transporteurs exocytaires.
a. La maturation endosomale, selon un modèle séduisant, implique la conversion séquentielle à travers le cycle GTPase d'un Rab pour le suivant ( Rab et maturation endosomale).
Les modèles suivent l'évolution des connaissances sur le système endo-lysosomal.
1. L'ancien modèle simple décrit les endosomes précoces/de recyclage EE/RE, l'ERC (Endosomal Recycling Compartment ) et les endosomes tardifs (LE) comme seuls compartiments de transit des cargos.
Or, les EE, les LE et même les ERC représentent un ensemble varié d'organites et de sous-compartiments.
La catégorisation initiale en endosomes précoces, de recyclage et tardifs est trop simplifiée.
Modèles de cinétique du trafic des protéines membranaires
(Figure : vetopsy.fr d'après Mahmutefendic et coll)
Les cargos se retrouvent d'abord dans de nombreux petits endosomes précoces à la périphérie cellulaire appelés EE dynamiques, qui vont être engagés dans le recyclage.
Puis, progressivement par fusion et fission, ils forment de grands endosomes statiques périnucléaires qui, par conversion Rab5/Rab7, vont devenir des endosomes tardifs/lysosomes.
UFE et ADBE).
