Trafic vésiculaire : cavéoles
Évolution et rôles

• s'endocyter,
• s'aplatir,
• se désassembler.

Évolution des cavéoles

Les cavéoles sont des capteurs très sensibles de la tension et de la composition lipidique de la membrane plasmique.

• C'est le cas par exemple du gonflement osmotique, de l'étirement cellulaire ou la polymérisation excessive de l'actine sur les fibres de stress, qui provoquent la réduction des cavéoles par leur aplatissement, réduisant la tension et le risque de rupture de la membrane plasmique.
• Les cavéoles se retrouvent dans les tissus mécaniquement sollicités, tels que les muscles, l'endothélium et le tissu adipeux.

Ce rôle de mécanocepteur peut prendre deux formes (The plasma membrane as a capacitor for energy and metabolism 2015).

1. L'aplatissement des cavéoles intervient lors de la perturbation de la stabilité des cavéoles permet l'amortissement et la régulation de la tension membranaire.

Cet aplatissement peut aller jusqu'au désassemblage, qui intervient lors de stress mécanique ou oxydatif, UV, activité endocytaire ou voies de transduction du signal, ce qui permet :

• la libération des composants des cavéoles, i.e. cavines, cavéolines, EHD qui interviennent dans de nombreuses voies,
• la redistribution des lipides membranaires qui a un impact sur les voies de signalisation.

2. La génération d'une courbure plus forte, la rétention de cavine 1 et la scission génèrent un porteur vésiculaire disponible pour (EHD2-mediated restriction of caveolar dynamics regulates cellular fatty acid uptake 2020 et Lipid accumulation controls the balance between surface connection and scission of caveolae 2020) :

• une endocytose indépendante de la clathrine (CIE, Clathrin-Independant Endocytosis) qui peut transporter quelques cargos seulement, en particulier les lipides, mais aussi quelques récepteurs,
• une transcytose, en particulier des LDL (Low Density Lipoproteins) ou certains agents pathogènes.

Remarque : L'endocytose de la cavéole n'est pas une voie majeure d'absorption de cargo (Caveolae: The FAQs 2021).

Rôles globaux

1. Les cavéoles jouent ainsi un rôle clé dans (Caveolins and cavins in the trafficking, maturation, and degradation of caveolae: implications for cell physiology 2017) :

• diverses réponses cellulaires, comme la transduction du signal ( cf. tableau 1),
• le transport des nutriments et leur régulation dans et hors des cellules, comme le transport des acides gras, le métabolisme et le stockage des lipides,
• l'entrée cellulaire de certains agents pathogènes, toxines et cargaison endocytaire.

2. Elles sont associées, par des mutations, en particulier des cavéolines et des cavines, sont associées à diverses maladies ( tableau 2) comme :

• le diabète sucré (PTRF/Cavin-1 promotes efficient ribosomal RNA transcription in response to metabolic challenges 2016),
• les maladies cardovasculaires (Caveolin-1 in Cardiovascular Disease: A Double-Edged Sword 2015) et Pathophysiological Role of Caveolae in Hypertension 2019),
• la fibrose pulmonaire (Role of caveolin-1 in fibrotic diseases 2013),
• les cancers (Cell Intrinsic and Extrinsic Mechanisms of Caveolin-1-Enhanced Metastasis 2019),
• les maladies dégénératives et les dystrophyes musculaires (Dystrophy-associated caveolin-3 mutations reveal that caveolae couple IL6/STAT3 signaling with mechanosensing in human muscle cells 2019).

Endocytose cavéolaire