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Récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires

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.

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.

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

Les mammifères ont plusieurs classes distinctes de PRR, y compris les récepteurs de type Toll (TLR), les récepteurs de type RIG-I (RLR), les récepteurs de type nod (NLR), les récepteurs de type AIM2 (ALR), les récepteurs de lectine de type C (CLR) et des capteurs d'ADN intracellulaires tels que le cGAS[4] - [5]

Récepteurs de type Toll

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].

Récepteurs de lectine de type C

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. 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

Récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires et cancer

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[9] - [10]. 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[9] - [10]. 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 [11]. De plus, il peut également entraîner une immunosuppression causée par une inflammation chronique[9], 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[12] - [13]. 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 [11]. 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[10], 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[14] - [15]. 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[14] - [15].

Références
  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. (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) 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 )
  10. (en) S D Killeen, J H Wang, E J Andrews et H P Redmond, « Exploitation of the Toll-like receptor system in cancer: a doubled-edged sword? », British Journal of Cancer, vol. 95, no 3,‎ , p. 247–252 (ISSN 0007-0920 et 1532-1827, PMID 16892041, PMCID PMC2360630, DOI 10.1038/sj.bjc.6603275, lire en ligne, consulté le )
  11. (en) Rui Chen, Ayesha B. Alvero, Dan-Arin Silasi et Gil Mor, « Inflammation, Cancer and Chemoresistance: Taking Advantage of the Toll-Like Receptor Signaling Pathway », American Journal of Reproductive Immunology, vol. 57, no 2,‎ , p. 93–107 (ISSN 1046-7408 et 1600-0897, DOI 10.1111/j.1600-0897.2006.00441.x, lire en ligne, consulté le )
  12. Okamoto M, Sato M. Toll-like receptor signaling in anti-cancer immunity. J Med Invest (2003) 50:9–24.
  13. (en) Leo Kinlen, « Infections and immune factors in cancer: the role of epidemiology », Oncogene, vol. 23, no 38,‎ , p. 6341–6348 (ISSN 0950-9232 et 1476-5594, DOI 10.1038/sj.onc.1207898, lire en ligne, consulté le )
  14. (en) Anton Kutikhin et Arseniy Yuzhalin, « C-type lectin receptors and RIG-I-like receptors: new points on the oncogenomics map », Cancer Management and Research,‎ , p. 39 (ISSN 1179-1322, PMID 22427730, PMCID PMC3304337, DOI 10.2147/CMAR.S28983, lire en ligne, consulté le )
  15. (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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