Intégrines et adhésion cellule-matrice : des complexes focaux à la mécanotransduction

Les intégrines sont des protéines transmembranaires hétérodimériques, composées d'une sous-unité α et d'une sous-unité β. Elles se lient spécifiquement aux protéines de la matrice extracellulaire (MEC), comme la fibronectine, le collagène ou la laminine. Cette liaison n'est pas statique : elle déclenche des changements de conformation de l'intégrine, qui passe d'un état replié inactif à un état étendu actif. Dans la vie quotidienne, lors d'une coupure cutanée, les cellules de la peau utilisent ces interactions pour migrer et refermer la plaie.

Lorsque les intégrines se lient à la MEC, elles se regroupent et recrutent des protéines adaptatrices cytoplasmiques telles que la taline, la vinculine et la paxilline. Ces protéines forment une plaque moléculaire, le complexe focal, qui relie directement les queues cytoplasmiques des intégrines aux filaments d'actine du cytosquelette. Ce lien mécanique permet à la cellule d'exercer des forces de traction sur son support, indispensables à la migration cellulaire. Par exemple, un fibroblaste qui se déplace vers une plaie assemble de nouveaux complexes focaux à l'avant et les désassemble à l'arrière.

La mécanotransduction est le processus par lequel les cellules convertissent des stimuli mécaniques (tension, rigidité du support, flux) en signaux biochimiques. Au niveau des complexes focaux, la tension appliquée sur les intégrines active des kinases comme FAK et Src, qui phosphorylent de nombreuses protéines et déclenchent des cascades de signalisation. Ces voies modifient l'expression des gènes et le comportement cellulaire : prolifération, différenciation, migration. Un exemple concret : les ostéocytes détectent les contraintes mécaniques lors de l'exercice et renforcent la matrice osseuse.

L'adhésion cellule-matrice est essentielle à la cicatrisation, à l'angiogenèse et au maintien de l'architecture des tissus. Dans les tumeurs, les cellules cancéreuses modifient l'expression de leurs intégrines pour migrer, envahir les tissus voisins et former des métastases. La fibrose, caractérisée par un excès de matrice rigide, résulte d'une mécanotransduction aberrante qui active les fibroblastes. Des médicaments ciblant les intégrines, comme certains antiagrégants plaquettaires, sont déjà utilisés, et de nouvelles thérapies anti-intégrines sont en développement contre le cancer.