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 :
vers la membrane plasmique pour un recyclage qui peut être rapide ou lent.
Remarque 1 : 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 2 : les phagosomes, vésicules issues de la phagocytose, et les macropinosomes, issus de la macropinocytose se dirigent directement vers les lysosomes pour être dégradés, sans passer par les endosomes.
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 (Glycosylphosphotidylinositol-anchored protein (GPI-AP) 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).
2. Les cargos de type B voyagent dans les endosomes précoces et de recyclage, et une partie est dirigé 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 endosomes précoces, ils sont triés soit dans des tubules rétrogrades vers le TGN, soit vers les endosomes tardifs pour être livrés au 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 rediriger vers la membrane plasmique soit par recyclage, soit par transporteurs exocytaires.
6. Les cargos de type F sont triés dans l'ERC à partir duquel il sont livrés à l'appareil de Golgi.
Remarque : en outre, certains cargos nécessitent :
d'autres peuvent se recycler sans aucune exigence de séquence de tri et d'interaction, comme dans la plupart des endocytoses indépendantes de la clathrine (CIE) qui dépendent, du cholestérol libre de la membrane plasmique. C'est pourquoi la CIE est souvent décrite comme un processus endocytaire en vrac (bulk endocytic process).
Les modèles suivent l'évolution des connaissances sur le système endo-lysosomal.
1. L'ancien modèle simple décrit les endosomes précoces/de recyclage EE/SE, 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.
Rab et maturation endosomale) : un exemple concret est donné dans le passage de Rab5 en Rab7 dans la maturation des endosomes précoces aux endosomes tardifs.
