Les endosomes tardifs, comme tous les endosomes, compartiments membranaires retrouvés à l'intérieur des cellules eucaryotes, sont des organites de tri majeur du système endomembranaire qui forment un groupe hétérogène d'organites souvent considérés comme étroitement liés aux lysosomes.
2. La distinction entre les endosomes tardifs et les lysosomes est difficile.
D'une part, au niveau moléculaire, très peu de protéines marquent sélectivement un compartiment par rapport à l'autre.
D'autre part, ils échangent rapidement des composants membranaires et des solutés in vivo, ce qui conduit à l'idée dominante que, lors de la fusion, ils forment un endo-lysosome hybride transitoire, qui est ensuite reconverti en lysosomes secondaires, où les hydrolases sont stockées.
La distinction nette entre endosomes tardifs, endo-lysosomes et lysosomes est donc souvent floue.
3. En outre, ce qui complexifie encore plus la situation, les endosomes tardifs sont aussi impliqués :
dans la voie de l'autophagie qui, en plus de l'endocytose et du trafic dérivé du TGN, est un point d'entrée supplémentaire dans la voie endocytaire pour la dégradation du matériel cytoplasmique, y compris les organites,
Isoformes des V-ATPases, phosphoinositides et pH (levure)
(Figure : vetopsy.fr d'après Banerjee et Kane)dans des contacts physiques avec d'autres organites, dont notamment le réticulum endoplasmique, via des sites de contact membranaire qui jouent un rôle clé dans mouvement des lipides, l'échange de calcium et la dynamique des endosomes ( contacts MVB/RE).
Selon le type cellulaire, les éléments endocytés atteignent les endosomes précoces 1 à 5 min après endocytose, puis les endosomes tardifs après 10 à 30 min, et enfin les compartiments lytiques après environ 30 min après l’endocytose.
1. L’acidification de la lumière des compartiments par la pompe à proton V-ATPase abaisse le pH de d’environ 6,2 dans les endosomes précoces entre 4,5 et 5,5 dans les endosomes tardifs et endo-lysosomes ( acidité lysosomale).
Modèles de fonctionnement des endosomes
(Figure : vetopsy.fr d'après Naslavsky et Caplan)
1. Les endosomes tardifs serait l'évolution d'un processus appelé " maturation endosomale ", depuis les vésicules d'endocytose jusqu'aux endo-lysosomes, et même jusqu'aux lysosomes.
2. Une autre théorie considère que les vésicules bourgeonnent à partir de l'endosome précoce et transportent ensuite la cargaison vers un endosome tardif plus statique, contrairement à la maturation des endosomes précoces en endosomes tardifs.
Selon un semblant de consensus, les endosomes tardifs sont générés à partir de vésicules porteuses endosomales (ECV ou Endosomal Carrier Vesicle) et/ou des endosomes ou corps multivésiculaires (MVE/MVB), deux structures dérivées des endosomes précoces.
Évolution des endosomes tardifs : endo-lysosomes
1. Les endosomes tardifs peuvent fusionner avec les lysosomes, i.e. fusion hétérotypique ou fusion entre deux organites différents, mais est-ce vraiment le cas ici ?, formant ainsi un compartiment intermédiaire appelé endo-lysosome.
Remarque : certains auteurs prennent le terme endo-lysosome dans un sens général pour qualifier tous les endosomes/lysosomes. Ce n'est pas les cas dans vetopsy.fr, bien que le grand titre de ces chapitres soit système endo-lysosomal.
2. Ces endo-lysosomes qui vont évoluer :
soit en lysosomespour la dégradation de leur contenu,
Composants et mécanismes de la taille des lysosomes
(Figure : vetopsy.fr d'après Hess et coll)
Endo-lysosomes sécrétoires
1. Les endo-lysosomes, et même les lysosomes vrais, peuvent libérer leur contenu :
dans le milieu extracellulaire en fusionnant avec la membrane plasmique de pratiquement tous les types de cellules, i.e. en tant qu'endo-lysosomes sécrétoires,
dans le cytosol.
La nomenclature est assez peu précise sur ces sujets.
Régulation de TFEB et clearance cellulaire
(Figure : vetopsy.fr d'après Sardiello)
2. L'exocytose lysosomale, processus menant à la sécrétion du contenu lysosomal par la fusion des lysosomes avec la membrane plasmique, est un mécanisme important de clearance cellulaire, i.e. capacité d'éliminer une substance donnée, pour maintenir un bon équilibre, pilotée par TFEB.
Les exosomes sont étudiés dans un chapitre spécial.
4. Les ectosomes, appelés aussi microvésicules ou microparticules, sont produits par le bourgeonnement de membrane plasmique dans différents types de cellules.
5. En outre, les machines autophagiques, conduisant en général à la séquestration de cargos cytosoliques pour leur dégradation dans les lysosomes, sont également impliquées dans la sécrétion de protéines non conventionnelles et de protéines autophagiques, i.e. mécanismes fondamentaux pour lélimination de protéines toxiques, la signalisation immunitaire et la surveillance des pathogènes.
Ces processus cellulaires soulignent l'entrelacement entre le système endosomal et autophagique, entre fonctions de dégradation et de sécrétion.
Réception des protéines et des cargos dans les lysosomes
(Figure : vetopsy.fr d'après Yang et Wang)
L'accumulation de substrats non digérés conduit à des pathologies graves comme :
Remarque : N'oublions pas, dans les organites de sécrétion, les granules sécrétoires qui tirent la majeure partie de leur contenu de l'appareil de Golgi.
vue d'ensemble des endosomes) :
