La phagocytose est un processus cellulaire d'ingestion et d'élimination de grosses particules inertes ou vivantes qui aboutit à une grosse vésicule, i.e. de taille supérieure à 250 nm, appelée phagosome.
Depuis sa découverte, l'étude de la pinocytose a montré qu'elle utilisait un large éventail de voies d'endocytose, i.e. clathrine, cavéole ou CLIC/GEEC.
1. La phagocytose (du grec phagein, " manger ") est un processus cellulaire d'ingestion et d'élimination de grosses particules, i.e. inertes ou vivantes comme les bactéries ou les virus, cellules apoptotiques, associée à la plupart des cellules immunitaires.
Chez les protozoaires, la phagocytose est le processus pour se procurer de la nourriture, alors que chez les métazoaires où la digestion est extracellulaire, elle permet d'incorporer des molécules dans le milieu intracellulaire.
Remarque : la différence avec la macropinocytose est que la macropinocytose :
engloutit des contenus liquides,
est une surveillance immunitaire, i.e. pour reconnaître les antigènes ou les molécules associées aux agents infectieux,
est localisée dans la plupart des types cellulaires.
2. Ce processus est le fait de cellules spécialisées qui expriment des récepteurs activant les voies de signalisation pour provoquer la phagocytose.
Certains, appelés phagocytes professionnels, i.e. macrophages, neutrophiles, monocytes, cellules dendritiques et ostéoclastes, car leur phagocytose est très efficace, sont chargés d'éliminer les micro-organismes et de présenter des antigènes aux lymphocytes afin d'activer une réponse immunitaire adaptative.
1. Détection de la particule par sondage (probing)
1. La détection de la particule s'effectue par un sondage, probing en anglais.
Les phagocytes ne sont jamais vraiment au repos car ils sont constamment exposés à des forces de cisaillement ou d'adhérence, à des gradients de chimiokines et à des facteurs de croissance. De tels stimuli provoquent la formation de podosomes, de filopodes et des replis membranaires (ruffles), même en l'absence de phagocytose proprement dite.
2. Le contact initial entre les phagocytes et leurs proies implique fréquemment l'extension de protubérances membranaires par les phagocytes, i.e. leur permettant d'atteindre des proies auxquelles leurs corps cellulaires ne peuvent accéder, en augmentant le rayon de la zone qu'ils sondent, en anglais probing (Dynamic macrophage “probing” is required for the efficient capture of phagocytic targets 2010).
b. D'autre part, les replis membranaires (ruffles) induits par l'actine exercent une force, qui joue un rôle dans l'accès aux récepteurs enfouis sous une épaisse couche de glycocalyx.
Toutefois, malgré la localisation dans la cupule phagocytaire, des études récentes montrent que la myosine X semble être superflue pour la dynamique de l'actine pendant l'internalisation et contribue probablement à la première étape de la phagocytose, i.e. initiation, et au maintien des filopodes pour capturer les cibles phagocytaires (Squeezing in a meal: myosin functions in phagocytosis 2020).
Structures des myosines exprimées par les leucocytes
(Figure : vetopsy.fr d'après Maravillas-Montero et coll)
la myosine V pour la migration intracytoplasmique.
1. L'activation du processus d'internalisation s'effectue par :
une segmentation du réseau d'actine,
une mobilité des récepteurs phagocytaires.
2. La segmentation du cytosquelette du cortex membranaire est :
une étape limitante dans le changement de forme cellulaire,
un événement déclencheur dans lequel la polymérisation d'actine médiée par Arp2/3 aux extrémités barbées nouvellement créées conduit à un réseau d'actine-F ramifié dynamique qui exerce une force vers l'extérieur sur la membrane plasmique.
3. Formation de pseudopodes
Le remodelage du cytosquelette d'actine et des lipides provoque l'extension des replis membranaires (ruffles) pour recouvrir la particule.
La formation d'une vacuole spécialisée appelée phagosome est réalisée grâce à :
la formation d'un réseau ramifié d'actine,
l'intervention de plusieurs myosines, en particulier la myosine I et la myosine IX.
4. Fermeture du phagosome
La fusion des replis membranaires à l'extrémité distale crée une vésicule et nécessite PI3KC, une kinase PI3K, et PI(3,4,5)P3 :
pour réduire la densité d'actine,
pour recruter les myosines.
GTPase, GAP et GEF
(Figure : vetopsy.fr)
La nouvelle vésicule se pince pour se séparer de la membrane plasmique et pour créer le phagosome contenant la particule ingérée.
5. Maturation du phagosome
La maturation du phagosome le transforme en phagolysosome.
Les phagocytes sont confrontés à un large éventail de cibles et de ligands phagocytaires, ce qui nécessite l'expression d'un vaste répertoire de récepteurs membranaires qui peuvent être divisés en :
classification des endocytoses) :
