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Récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires

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Pour les articles homonymes, voir PRR.

Modèle hypothétique représentant l'implication de la cuticule au cours des interactions plante/agent pathogène. (A) plante résistante aux maladies, (B) plante-hôte susceptible aux infections des pathogènes[1].
Légende : éliciteurs généraux du pathogène PAMPs/MAMPs, éliciteurs spécifiques ou effecteurs issus des pathogènes spécifiques, intervenant dans le système immunitaire inné PTI[2] et ETI[3] ; ROS, hormones (SA, JA, ABA), protéines PR, molécules de signalisation SAR.

Les récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (PRR, acronyme de Pattern recognition receptor) sont des récepteurs du système immunitaire inné aussi nommés récepteurs de reconnaissance de pathogènes.

Le système immunitaire inné utilise des récepteurs de reconnaissance de modèles (PRR) codés par la lignée germinale pour la détection initiale des microbes. Les PRR reconnaissent les signatures moléculaires spécifiques aux microbes connues sous le nom de motifs moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMP) et les molécules auto-dérivées dérivées de cellules endommagées, appelées motifs moléculaires associées aux dommages (DAMP). Les PRR activent les voies de signalisation en aval qui conduisent à l'induction de réponses immunitaires innées en produisant des cytokines inflammatoires, de l'interféron de type I et d'autres médiateurs. Ces processus déclenchent non seulement des réponses défensives immédiates de l'hôte telles que l'inflammation, mais aussi amorcent et orchestrent des réponses immunitaires adaptatives spécifiques à l'antigène. Ces réponses sont essentielles pour l'élimination des microbes infectants ainsi que cruciales pour initiation des réponses immunitaires adaptatives spécifiques à l'antigène.

Les PRR possèdent un certain nombre d'autres fonctions vitales, régulant les processus d'apoptose, de réparation de l'ADN, d'autophagie et d'angiogenèse. L'importance fonctionnelle remarquable et la diversité des fonctions biologiques sont les raisons pour lesquelles les PRR sont aujourd'hui un domaine de recherche en pleine croissance.

On distingue quatre types de récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires : les récepteurs solubles, les récepteurs membranaires stimulant la phagocytose, les récepteurs membranaires stimulant des voies de signalisation et les récepteurs cytoplasmiques.

Types de récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires

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Les mammifères ont plusieurs classes distinctes de PRR:

Récepteurs membranaires

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Récepteurs de type Toll ou TLR

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La famille TLR comprend 10 membres (TLR1 – TLR10) chez l'homme. Les TLR se localisent à la surface cellulaire ou dans des compartiments intracellulaires tels que le réticulum endoplasmique , l'endosome, le lysosome ou l'endolysosome, et ils reconnaissent des PAMP distincts ou se chevauchant tels que les lipides, les lipoprotéines, les protéines et l'acide nucléique.

Les TLR de surface cellulaire reconnaissent principalement les composants de la membrane microbienne tels que les lipides, les lipoprotéines et les protéines. TLR4 reconnaît le lipopolysaccharide bactérien (LPS). TLR2 avec TLR1 ou TLR6 reconnaît une grande variété de PAMP, y compris les lipoprotéines, les peptidoglycanes, les acides lipotéchoïques, le zymosan, le mannane et la tGPI-mucine[6]. TLR5 reconnaît la flagelline bactérienne[4]. Le TLR10 est un pseudo gène chez la souris en raison de l'insertion d'un codon stop, mais le TLR10 humain collabore avec le TLR2 pour reconnaître les ligands de la listeria[7]. Le TLR10 peut également détecter une infection par le virus de la grippe A[8].

Article détaillé : Récepteur de type Toll.

Récepteurs de lectine de type C ou CLR

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Les récepteurs de lectine de type C (CLR) sont une grande famille de récepteurs de reconnaissance de formes solubles et trans membranaires qui sont largement et principalement exprimés sur les cellules myéloïdes. Ils jouent un rôle à la fois dans le système immunitaire inné et dans l’immunité acquise. Il reconnaît et se lie aux PAMP et place les agents pathogènes dans des vésicules cytoplasmiques pour une phagocytose et une élimination directe afin de contrôler l'infection [9]. Les CLR sont importants pour la communication cellule-cellule et la défense de l'hôte contre les agents pathogènes grâce à la reconnaissance de structures glucidiques spécifiques. Semblable à une famille de récepteurs de type Toll, la signalisation des CLR est impliquée dans les différentes étapes d'initiation des réponses immunitaires innées et favorise la sécrétion de facteurs solubles tels que les cytokines et les interférons. De plus, les CLR contribuent à l'endocytose et à la présentation de l'antigène, affinant ainsi les réponses immunitaires adaptatives Les CLR comprennent trois membres : Dectin-1, Dectin-2 et Dectin-3 [10].

Récepteurs cytoplasmiques

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Capteurs des acides nucléiques intracellulaires

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Récepteurs de type RIG-I ou RLR

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Article détaillé : Récepteur de type RIG-I.

Les récepteurs de type RIG sont des récepteurs cytoplasmiques capable de différencier les ARN viral double brin (ARNdb) de l'ARN cellulaire lors d'une infection virale. L'activation de ces récepteurs entraine la production d'interférons de type 1 (IFN1) (IFNα et IFNβ) et d'autres cytokines pro-inflammatoires au cours le stade précoce de l’infection virale[11]. Les trois principaux sont

  • RIG-I (Retinoic acid-inducible gene I) encodé par le gène DDX58 dans le génome humain[12].
  • MDA5 (Melanoma Differentiation-Associated protein 5) encodé par le gène IFIH1[12],[13].
  • LGP2

Récepteurs de type Nod ou NLR

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Article détaillé : Récepteur de type NOD.

Récepteurs de type AIM

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Récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires et cancer

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De nombreuses recherches ont été menées pour étudier le rôle des PRR dans l'immunité tumorale. L'accumulation de preuves démontre que l'immunité anti-tumorale peut être stimulée par l'activation des PRR[14],[15]. Il a été démontré à plusieurs reprises que l'activation renforcée des PRR peut protéger l'hôte contre les agents infectieux et prévenir, inhiber ou bloquer la cancérogenèse, tandis que le fonctionnement perturbé ou dérégulé des PRR peut favoriser le cancer en affaiblissant le système immunitaire[14],[15]. Dans le même temps, l'activation du PRR peut stimuler le cancer en créant un microenvironnement pro-inflammatoire favorable à la progression tumorale et au développement de la chimiorésistance[16]. De plus, il peut également entraîner une immunosuppression causée par une inflammation chronique[14], qui est connue pour favoriser le développement d'un carcinome mammaire, d'un cancer colorectal, d'un adénocarcinome pancréatique et, éventuellement, de plusieurs autres types de cancer[17],[18]. Dans ce cas, au contraire, une activité PRR plus faible devrait minimiser les effets de l'inflammation chronique tels que l'augmentation de l'initiation du cancer et la promotion / progression et, par conséquent, diminuer la probabilité de développement d'une tumeur[16]. Un équilibre subtil entre une activité PRR faible et élevée est nécessaire au bon fonctionnement du système immunitaire. Cette hypothèse, initialement développée pour les PRR[15], peut également être projetée avec succès sur les voies de signalisation intracellulaire du PRR - si leurs éléments sont surexprimés / constamment activés, cela peut entraîner des conséquences similaires à celles d'une activation renforcée du PRR[19],[20]. En revanche, si les membres en aval des voies PRR sont sous-exprimés, inactivés ou incapables de fonctionner correctement, cela peut entraîner les mêmes effets que la diminution de l'activité PRR, et donc un équilibre dans le fonctionnement de tous les gènes codant des protéines constituant des voies de signalisation PRR. doit être préservé pour une fonction optimale du système immunitaire[19],[20].

Références

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  1. ↑ (en) Carmit Ziv, Zhenzhen Zhao, Yu Gary Gao, Ye Xia, « Multifunctional Roles of Plant Cuticle During Plant-Pathogen Interactions », Frontiers in Plant Science, vol. 9,‎ , p. 1088 (DOI 10.3389/fpls.2018.01088).
  2. ↑ PTI=PAMPs-triggered immunity ou immunité déclenchée par les PAMPs.
  3. ↑ ETI=Effector-triggered immunity ou immunité déclenchée par les effecteurs (en).
  4. ↑ a et b (en) Shizuo Akira, Satoshi Uematsu et Osamu Takeuchi, « Pathogen Recognition and Innate Immunity », Cell, vol. 124, no 4,‎ , p. 783–801 (DOI 10.1016/j.cell.2006.02.015, lire en ligne, consulté le ).
  5. ↑ (en) Xin Cai, Yu-Hsin Chiu et Zhijian J. Chen, « The cGAS-cGAMP-STING Pathway of Cytosolic DNA Sensing and Signaling », Molecular Cell, vol. 54, no 2,‎ , p. 289–296 (DOI 10.1016/j.molcel.2014.03.040, lire en ligne, consulté le ).
  6. ↑ (en) Taro Kawai et Shizuo Akira, « The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors », Nature Immunology, vol. 11, no 5,‎ , p. 373–384 (ISSN 1529-2908 et 1529-2916, DOI 10.1038/ni.1863, lire en ligne, consulté le ).
  7. ↑ (en) Tim Regan, Ken Nally, Ruaidhri Carmody et Aileen Houston, « Identification of TLR10 as a Key Mediator of the Inflammatory Response to Listeria monocytogenes in Intestinal Epithelial Cells and Macrophages », The Journal of Immunology, vol. 191, no 12,‎ , p. 6084–6092 (ISSN 0022-1767 et 1550-6606, DOI 10.4049/jimmunol.1203245, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ (en) Suki M. Y. Lee, Kin-Hang Kok, Martial Jaume et Timothy K. W. Cheung, « Toll-like receptor 10 is involved in induction of innate immune responses to influenza virus infection », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 111, no 10,‎ , p. 3793–3798 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, PMID 24567377, PMCID PMC3956146, DOI 10.1073/pnas.1324266111, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ (en) Spencer A. Freeman et Sergio Grinstein, « Phagocytosis: receptors, signal integration, and the cytoskeleton », Immunological Reviews, vol. 262, no 1,‎ , p. 193–215 (ISSN 0105-2896 et 1600-065X, DOI 10.1111/imr.12212, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ (en) Danyang Li et Minghua Wu, « Pattern recognition receptors in health and diseases », Signal Transduction and Targeted Therapy, vol. 6, no 1,‎ , p. 1–24 (ISSN 2059-3635, PMID 34344870, PMCID PMC8333067, DOI 10.1038/s41392-021-00687-0, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ Morgan Brisse et Hinh Ly, « Comparative Structure and Function Analysis of the RIG-I-Like Receptors: RIG-I and MDA5 », Frontiers in Immunology, vol. 10,‎ (ISSN 1664-3224, PMID 31379819, PMCID PMC6652118, DOI 10.3389/fimmu.2019.01586, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ a et b (en) Tadaatsu Imaizumi, Satoko Aratani, Toshihiro Nakajima et Mary Carlson, « Retinoic Acid-Inducible Gene-I Is Induced in Endothelial Cells by LPS and Regulates Expression of COX-2 », Biochemical and Biophysical Research Communications, vol. 292, no 1,‎ , p. 274–279 (DOI 10.1006/bbrc.2002.6650, lire en ligne, consulté le )
  13. ↑ (en) Magdalena Kovacsovics, Fabio Martinon, Olivier Micheau et Jean-Luc Bodmer, « Overexpression of Helicard, a CARD-Containing Helicase Cleaved during Apoptosis, Accelerates DNA Degradation », Current Biology, vol. 12, no 10,‎ , p. 838–843 (DOI 10.1016/S0960-9822(02)00842-4, lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ a b et c (en) M Tsan, « Toll-like receptors, inflammation and cancer », Seminars in Cancer Biology, vol. 16, no 1,‎ , p. 32–37 (DOI 10.1016/j.semcancer.2005.07.004, lire en ligne, consulté le )
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  20. ↑ a et b (en) Anton Kutikhin et Arseniy Yuzhalin, « Inherited variation in pattern recognition receptors and cancer: dangerous liaisons? », Cancer Management and Research,‎ , p. 31 (ISSN 1179-1322, PMID 22427729, PMCID PMC3304335, DOI 10.2147/CMAR.S28688, lire en ligne, consulté le )
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