Les exosomes : poubelles ou « magic bullets

Session 4 - Club ExoEndo 2004
Les exosomes : poubelles ou « magic bullets » ?
Michel Vidal.
Université de Montpellier II, UMR 5539, 34095 Montpellier.
Les exosomes sont de petites (50-100 nm) vésicules membranaires sécrétées par certaines
cellules, en particulier les réticulocytes et les cellules présentatrices de l’antigène (CPA) (1).
Ils sont produits par bourgeonnement de la membrane endosomale vers l’intérieur du
compartiment générant des structures multivésiculaires (MVB). La fusion des MVB avec la
membrane plasmique entraîne la libération des vésicules internes - alors appelées exosomes –
dans le milieu extracellulaire. Les exosomes ont été décrits pour la première fois il y a une
vingtaine d’années lors de la maturation des réticulocytes, et envisagés comme un moyen
utilisé par la cellule de se débarrasser de protéines (e.g. RTf), devenues obsolètes au stade
érythrocytaire (2,3). Plus récemment, la sécrétion d’exosomes a été démontrée chez d’autres
cellules hématopoïétiques comme les CPA, qui exploiteraient ce mécanisme pour réguler la
réponse immunitaire. En effet, les exosomes de CPA contiennent des molécules du CMH de
classe I et II liées aux peptides antigéniques ainsi que des facteurs de co-stimulation (e.g.
CD86) (4), permettant une activation de lymphocytes T in vitro (5) et la régression de tumeurs
après inoculation à des souris (6).
Ces résultats ont entraîné une réévaluation du concept d’exosome, passant d’un statut de sac
poubelle évacuant des protéines obsolètes, à un moyen de communication intercellulaire
engendré par un processus d’exocytose finement régulé.
De manière intéressante, certains rétrovirus (e.g. VIH) peuvent bourgeonner dans le
compartiment MIIC des macrophages et être libérés dans le milieu extracellulaire en même
temps que les exosomes, ou bien bourgeonner directement à la membrane plasmique chez
d’autres cellules. Ceci s’effectue en détournant la machinerie cellulaire ESCRT (Endosomal
Sorting Complex Required for Transport) en charge du tri des protéines dans les MVB. Les
résultats que nous avons obtenus récemment sur les réticulocytes (7) permettent d’imaginer
l’implication de cette machinerie ESCRT dans la biogenèse des exosomes.
1. Denzer, K., Kleijmeer, M. J., Heijnen, H. F. G., Storrvogel, W., and Geuze, H. J. (2000) J.
Cell Sci. 113, 3365-3374
2. Pan, B. T., and Johnstone, R. M. (1983) Cell 33, 967-977
3. Harding, C., Heuser, J., and Stahl, P. (1983) J. Cell Biol. 97, 329-339
4. Escola, J. M., Kleijmeer, M. J., Stoorvogel, W., Griffith, J. M., Yoshie, O., and Geuze, H.
J. (1998) J. Biol. Chem. 273, 20121-20127
5. Raposo, G., Nijman, H. W., Stoorvogel, W., Leidendekker, R., Harding, C. V., Meleif, C.
J. M., and Geuze, H. (1996) J. Exp. Med. 183, 1-12
6. Zitvogel, L., Regnault, A., Lozier, A., Wolfers, J., Flament, C., Tenza, D., RicciardiCastagnoli, P., Raposo, G., and Amigorena, S. (1998) Nat. Med. 4(5), 594-600
7. Géminard, C., de Gassart, A., Blanc, L., and Vidal, M. (2004) Traffic 5, 183-195
Session 4 - Club ExoEndo 2004
Cells release Prions in association with exosomes
Benoit Fevrier(1), Didier Vilette(2), Fabienne Archer(2), Damarys Loew(3), Wolfgang
Faigle(3), Michel Vidal(4), Hubert Laude(2) and Graca Raposo(1).
(1) CNRS, UMR 144, Institut Curie, 75005 Paris.
(2) INRA, Unité de Virologie Immunologie Moléculaires, 78350 Jouy-en-Josas.
(3) Laboratoire de spectrométrie de masse, section recherche, Institut Curie, 75005 Paris.
(4) CNRS, UMR 5539, Université Montpellier II, cc107, 34095 Montpellier cedex 5.
Prion diseases are infectious neurodegenerative disorders linked to accumulation in the central
nervous system of an abnormally folded protein, PrPscrapie (PrPsc), thought to be the
infectious agent. Once present, PrPsc catalyzes conversion of the naturally occurring cellular
PrP (PrPc) to PrPsc. Prion infection is usually initiated in peripheral organs, but the
mechanisms involved in infectious spread to the brain are unclear. We found that both PrPc
and PrPsc were actively released into the extracellular environment by PrP-expressing cells
before and after infection with sheep prions respectively. Based on Western blot with specific
markers, mass spectrometry and morphological analysis, our data revealed that PrPc and
PrPsc in the medium are associated with exosomes, membranous vesicles that are secreted
upon fusion of multivesicular endosomes with the plasma membrane. Furthermore, we found
that exosomes bearing PrPsc are infectious. Our data suggest that exosomes may contribute to
intercellular membrane exchange and spread of prions throughout the organism. We are
currently investigating the mechanisms of PrP sequestration in exosomes and how PrPexosomes are transferred in between cells.
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Alix, un lien entre endocytose et mort cellulaire
Julien Fauré, Rémy Sadoul.
Neurodégénérescence et Plasticité, EMI 0108, Pavillon de Neurologie, CHU Michallon,
38043 Grenoble.
Les travaux récents de notre laboratoire ont abouti à la description d'une protéine, Alix (ALG2 interacting protein X) qui semble jouer un rôle central dans la mort neuronale. Ainsi nous
avons montré que la surexpression d'Alix dans des neurones in vitro ou dans le tube neural de
l'embryon de poulet induit la mort cellulaire, alors que la surexpression de certaines formes
mutées de la protéine bloque la mort neuronale caspase indépendante. Cet effet modulateur
d'Alix sur la mort neuronale dépend étroitement de sa capacité à interagir avec ALG-2, une
protéine cytosolique qui fixe le calcium et dont l'expression semble nécessaire à certains types
de mort cellulaire. Le rôle d'Alix est peu clair, mais nous avons montré qu'elle interagit
spécifiquement avec les endophilines qui sont des régulateurs connus de l'endocytose et avec
des protéines des complexes ESCRT qui régulent la formation des corps multivésiculés
(CMV). Ces endosomes pourraient servir à la digestion lysosomale du cytoplasme puisque
certaines protéines ESCRT sont impliquées dans l'autophagie. Or la mort neuronale
s'accompagne dans certains cas d'une forte augmentation de l'endocytose et de l'autophagie.
Notre hypothèse actuelle est que la protéine ALG-2, qui fixe Alix de manière calcium
dépendante, est capable, lors d'une élévation calcique cytosolique de détourner la machinerie
ESCRT pour l'utiliser dans la destruction cytoplasmique nécessaire à la mort neuronale.