RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE ET DE LA

rôle physiopathologique de la cubiline et de la mégaline
RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE
ET DE LA MÉGALINE
par
P.J. VERROUST*, R. KOZYRAKI*/***, T.G. HAMMOND**,
S.K. MOESTRUP*** et E.I. CHRISTENSEN****
Bien que l’endocytose soit un processus universel, dans certains épithéliums
polarisés, l’internalisation puis la dégradation de protéines présentes au pôle apical
peuvent être considérées comme une spécificité fonctionnelle. Par ce mécanisme
[1], les cellules épithéliales du tube contourné proximal (TCP) réabsorbent les protéines qui ont échappé à l’ultrafiltration glomérulaire et contribuent, comme nous
le verrons, à l’épargne de composés vitaux tels que les vitamines.
Nous nous sommes intéressés au cours des dernières années à l’identification
de deux récepteurs multiligands qui permettent cette activité, la mégaline
(gp330) et la cubiline (gp280). Ces protéines ne sont exprimées que dans un
nombre restreint d’épithéliums dont le TCP et le feuillet viscéral du sac vitellin
où elles sont concentrées dans les puits à clathrine situés dans les espaces intermicrovillaires (EIMV). La mégaline a été identifiée à l’origine comme cible
antigénique de la glomérulonéphrite de Heymann [2, 3]. Son expression glomérulaire est propre au rat et les mécanismes impliqués dans la pathogénie de cette
maladie ont fait l’objet d’une revue récente [4]. La cubiline a été initialement
décrite dans notre laboratoire comme la cible d’anticorps tératogènes [5]. Nous
avons ultérieurement montré qu’elle était identique au récepteur intestinal du
complexe facteur intrinsèque (FI)/vitamine B12 [6] dont l’expression par le
tubule proximal et le sac vitellin était connue [7]. Cette revue présente brièvement la structure et la fonction de ces deux protéines, et se focalise sur leur rôle
dans le tubule proximal.
* Inserm U538, CHU Saint-Antoine, 27 rue de Chaligny, 75012 Paris.
** Department of Medicine, Tulane University, Medical School and VA Medical Center,
New Orleans, États-Unis.
*** Department of Medical Biochemistry, University of Aarhus, Danemark.
**** Department of Anatomy, Cell Biology, University of Aarhus, Danemark.
FLAMMARION MÉDECINE-SCIENCES
(www.medecine-flammarion.com)
— ACTUALITÉS NÉPHROLOGIQUES 2000
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P.J. VERROUST ET COLL.
STRUCTURE DE LA MÉGALINE ET DE LA CUBILINE
Structure primaire de la mégaline
La mégaline (fig. 1) appartient à la famille du récepteur des lipoprotéines de
faible densité (LDLR). Celle-ci comporte chez l’homme deux autres récepteurs
dits de petite taille (~120 kDa) le récepteur des lipoprotéines de très faible densité
VLDLR, le récepteur de l’apoE (apoER2), et un récepteur de ~515 kDa, la LDLR
Related Protein (LRP), dont la mégaline est structurellement très proche [8, 9]. Sa
séquence, déterminée chez le rat [8] et chez l’homme [10], comporte une chaîne
polypeptidique de ~516 kDa, correspondant à une masse de ~600 kDa pour la protéine native glycosylée. L’homologie entre les deux espèces est de 77 p. 100. Le
domaine extracellulaire de la mégaline est composé de deux types de motifs riches
en cystéine d’environ 40 résidus chacun séparés par des séquences contenant le
tétrapeptide YWTD. Trente six motifs riches en résidus acides, dits de classe A,
répartis en quatre blocs, assurent probablement la liaison des ligands d’où leur
nom de ligand binding repeats. Ces blocs sont flanqués de 17 motifs de type B
(type EGF ou précurseur d’EGF), contenant 6 cystéines dans des positions conservées.
Le domaine transmembranaire unique est suivi du domaine cytoplasmique qui
comporte trois signaux d’internalisation par les puits à clathrine du type NPXY
ainsi que des motifs pouvant être impliqués dans la transduction du signal [11].
Structure primaire de la cubiline
La cubiline, est une protéine de 460 kDa, contenant 13 à 14 p. 100 de carbohydrates. Sa séquence primaire, déterminée chez le rat [12] et chez l’homme [13], est
conservée avec une homologie de 70 p. 100 entre les deux espèces. Elle n’est comparable avec aucune protéine connue. Sa structure (voir fig. 1) montre un assemblage
unique de 35 modules extracellulaires comportant 8 domaines EGF de type B suivis
de 27 domaines CUB (Complément C1r/C1s, Uegf, et bone morphogenic protein-1)
[14] ayant entre eux une homologie globale de 40 p.100. La structure tridimensionnelle d’un domaine CUB, déterminée sur les spermadhésines [15] (une famille de
protéines du liquide spermatique dont la structure se résume à un domaine CUB),
consiste en 2 couches de 5 feuillets β antiparallèles reliés par des coudes β. Les
domaines CUB des spermadhésines peuvent former des dimères par empilement
selon un arrangement permettant l’exposition des coudes β. S’il en est de même pour
les domaines CUB de la cubiline [16], les régions les moins conservées correspondant aux coudes β seront préférentiellement exposées et disponibles pour interagir
avec des ligands. Cette accumulation de domaines CUB, jamais décrite auparavant,
suggère que la cubiline a la possibilité de lier une grande variété de ligands.
La cubiline ne contient pas de domaine transmembranaire. Les 100 résidus
amino-terminaux (le seul segment de la cubiline qui ne soit pas compris dans les
domaines EGF et CUB) comportent une cystéine libre et une région susceptible
de former une hélice amphipathique du même type que celles qui lient les lipides
dans les apolipoprotéines. L’expression de fragments N-terminaux de la cubiline
[17], comportant ou non la séquence codant pour l’hélice amphipathique, suggère
que cette région pourrait être impliquée dans l’association de la cubiline avec la
membrane plasmique.
FIG. 1. — Représentation schématique de la structure de la mégaline et de la cubiline. Le modèle tridimensionnel du domaine CUB 8 de la cubiline a
été déterminé en prenant comme matrice la structure des spermadhésines.
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P.J. VERROUST ET COLL.
EXPRESSION DE LA MÉGALINE ET DE LA CUBILINE
Les quantités les plus importantes de mégaline et de cubiline sont retrouvées dans
le TCP, l’épithélium viscéral du sac vitellin et à un moindre degré dans l’iléon et la
muqueuse utérine [18-21]. La mégaline a aussi été mise en évidence dans les pneumocytes de type II, l’épididyme, les cellules labyrinthiques de l’oreille interne, la thyroïde, les parathyroïdes, les plexus choroïdes et les cellules épendymaires [22]. Elle
est exprimée par les cellules neuroépithéliales au cours du développement embryonnaire [23] et sa présence a été rapportée dans les neurones [24]. L’expression de la
cubiline en dehors des épithéliums mentionnés ci-dessus est possible mais ne peut
être considérée comme établie. À l’échelon subcellulaire, la cubiline et la mégaline
sont principalement (mais pas exclusivement) décelées dans les zones membranaires
ayant un revêtement de clathrine sur leur versant cytoplasmique comme l’indiquent
les études réalisées sur le sac vitellin [25-27], le rein [20, 28] et l’iléon [29, 30]
Biosynthèse
Le processus de biosynthèse de la mégaline [25, 31-33] comporte l’association
précoce (30 min) dans le réticulum endoplasmique à une protéine d’escorte, la
Receptor Associated Protein (RAP), la formation d’hétéro-oligomères puis de polymères. La maturation dans l’appareil de Golgi selon la voie classique est lente, le t1/2
étant de 90 min. La biosynthèse de la cubiline [25, 32] est complexe et inhabituelle :
la protéine est adressée à la membrane plasmique sous forme immature (c’est-à-dire
sensible à l’endoglycosidase H), recyclée vers le Golgi pour maturation et réadressée
à la membrane sous forme mature (c’est-à-dire résistante à l’endoglycosidase H).
L’ensemble du processus requiert plusieurs heures. L’association avec la RAP ne
peut être mise en évidence, probablement en raison de la faible affinité de la liaison
RAP-cubiline. Les deux protéines peuvent être décelées dans le surnageant de cellules
d’origine vitelline [25, 31] ou rénale [34, 35] qui les expriment sur leur membrane.
La RAP est indispensable pour l’expression de la mégaline et probablement de
la cubiline. Alors que les reins des souris RAP −/– (36) sont morphologiquement
normaux, l’expression de la mégaline est diminuée d’environ 77 p. 100. Le marquage des microvillosités est diminué, tandis que les EIMV, les vésicules d’endocytose et les tubules apicaux denses sont normalement marqués. La quantité de
mégaline est augmentée dans le réticulum endoplasmique rugueux et le paramembranous endoplasmic reticulum, au pôle basal. Le profil des protéines urinaires
décelées chez les souris RAP −/− suggère que ces modifications peuvent avoir des
conséquences fonctionnelles.
Coexpression cellulaire de la mégaline et de la cubiline
dans le tubule contourné proximal
La mégaline a été initialement décrite [2] exclusivement sur le versant luminal
des EIMV à la différence d’enzymes telles que la maltase [37] qui sont concentrés
sur les microvillosités et exclus des EIMV. L’expression membranaire de la mégaline varie en fait selon les segments du TCP où elle est essentiellement colocalisée
avec la cubiline (voir Planche couleurs Fig. IV) [28, 38]. Les deux protéines ne sont
pas décelables sur les microvillosités de la partie initiale du segment 1 mais le
deviennent dans sa partie terminale et le segment 2. Dans le segment 3, l’expression
RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE ET DE LA MÉGALINE
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peut n’être que focale, certaines microvillosités étant marquées sur toute leur hauteur tandis que les régions voisines ne présentent aucun marquage. La mégaline et
la cubiline sont décelables sur l’ensemble de l’appareil endocytique : puits à clathrine, endosomes, tubules apicaux denses et à un moindre degré dans les lysosomes.
Dans ces structures, le marquage de la matrice lysosomale par les anticorps antimégaline traduit probablement la présence de produits de dégradation. La cubiline
n’est retrouvée que dans quelques lysosomes denses du segment 2.
Expression embryonnaire de la mégaline et de la cubiline
Seule la mégaline est exprimée dans le mesonephros, la vésicule néphronique
et le bourgeon urétéral. Les deux protéines sont co-exprimées dans les structures
métanéphriques. Dans le corps en S, leur distribution membranaire diffuse est associée aux régions qui vont former le glomérule et les tubules proximal et distal. Au
cours du développement chez le rat, leur expression se restreint au glomérule et
au tubule proximal pour la mégaline, et au seul tubule proximal pour la cubiline
[39]. La concentration dans les espaces intermicrovillaires est contemporaine de
la mise en place de la filtration glomérulaire [40].
LIGANDS ET FONCTIONS DE LA MÉGALINE
L’homologie structurale de la mégaline et de la LRP, a conforté les observations
biochimiques montrant que les ligands des deux récepteurs étaient pour la plupart
communs [41] (tableau I). Le calcium est indispensable à la liaison de tous les
ligands. La RAP, dont nous avons vu le rôle intracellulaire de protéine d’escorte,
se comporte comme un ligand classique lorsqu’elle est ajoutée expérimentalement
au milieu extracellulaire et inhibe la liaison de tous les ligands connus. Le profil
d’inhibition entre les autres ligands est complexe. Il existe des exemples d’inhibition compétitive complète ou partielle et la mégaline peut lier plusieurs ligands
simultanément. La liste des ligands identifiés suggère qu’elle est susceptible
d’influencer des fonctions biologiques très diverses mais son rôle physiologique
chez l’adulte est encore méconnu. La production de souris déficientes en mégaline
[23] a apporté des éléments importants concernant son rôle dans le TCP et au cours
du développement embryonnaire.
Fonctions de la mégaline dans le TCP
La localisation sub-cellulaire de la mégaline dans le tubule proximal a suggéré
dès les études initiales [2] qu’il s’agissait d’un récepteur endocytique. Christensen
et al. [42] en ont apporté la première démonstration en montrant qu’elle permettait
l’internalisation, puis l’accumulation dans les lysosomes, de la [125I] RAP microperfusée dans le TCP. Plusieurs études fonctionnelles montrent que les ligands
internalisés suivent la voie endocytique classique décrite par Brown et Golstein
[43] (fig. 2). Les complexes ligand-récepteur sont internalisés dans les puits à
clathrine, transférés dans les endosomes où s’effectue la ségrégation entre le récepteur qui est recyclé et le ligand qui est transféré dans les lysosomes.
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TABLEAU I. — PRINCIPAUX
P.J. VERROUST ET COLL.
LIGANDS DE LA MÉGALINE
ENZYMES ET INHIBITEURS ENZYMATIQUES
PAI-1, et les complexes formés avec l’urokinase, le tPA, la thrombine
α1-anti-Chymotrypsine/cathepsine G
Pro-urokinase
Lipoprotéine lipase
APOLIPOPROTÉINES
Apolipoprotéines B*, E, J* (clustérine), H* (β2-glycoprotéine-I)
PROTÉINES LIANT DES VITAMINES
Transcobalamine-vitamine B12 *
Protéine de liaison de la vitamine D (DBP)*
Protéine de liaison de la vitamine A (RBP)*
COMPOSÉS POLYBASIQUES
Aprotinine, aminoglycosides, polymyxine B
PROTÉINES DE FAIBLE MASSE ET HORMONES
Hormone parathyroïdienne, insuline, prolactine*
EGF, lysozyme, cytochrome C, β2-microglobuline
AUTRES
Albumine *
Lactoferrine
Thyroglobuline *
Plasminogène*
Receptor Associated Protein
Calcium
Composants matrice extracellulaire : thrombospondine
Cubiline*
PAI : Plasminogene Activator Inhibitor ; tPA : activateur tissulaire du plasminogène ; *: ligands
non reconnus par la LRP.
Certains des ligands physiologiques de la mégaline tels que complexes uPA/
PAI-1 [44] sont synthétisés par les épithéliums tubulaire et glomérulaire notamment dans des conditions inflammatoires. Cette fonction pourrait favoriser le maintien de l’activité fibrinolytique luminale prévenant l’obstruction tubulaire. Les
ligands étudiés actuellement sont des protéines ou des agents pharmacologiques
de faible masse qui sont filtrés au moins partiellement. La mégaline intervient dans
l’élimination rénale de substances basiques. Elle permet notamment l’internalisation et l’accumulation lysosomale des aminoglycosides [45]. Elle intervient dans
la réabsorption de protéines cationiques normalement présentes dans le fluide
proximal (lysozyme, cytochrome C) [46] mais aussi de molécules anioniques dont
l’albumine [47]. L’apolipoprotéine H ou β2-glycoprotéine-I ainsi que les complexes qu’elle forme avec les phospholipides acides constituent des ligands particulièrement intéressants [48] car plusieurs anomalies fonctionnelles du TCP, dont le
syndrome de Fanconi de l’adulte, le syndrome de Loewe ou la maladie de Dent,
sont caractérisées par une excrètion anormalement élevée de β2-glycoprotéine-I.
RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE ET DE LA MÉGALINE
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FIG. 2. — Schéma illustrant la fonction de la mégaline dans l’endocytose par les cellules
tubulaires proximales. Les ligands fixés sur la mégaline sont internalisés au niveau des
puits à clathrine (PC) qui se séparent de la membrane pour former des vésicules recouvertes de clathrine (VC). Celles-ci se transforment en petits endosomes (PE) où commence sous l’effet du pH acide la dissociation ligand/récepteur qui se poursuit dans les
grands endosomes (GE). Les tubules apicaux denses (TAD) assurent le recyclage de la
mégaline à partir des deux types d’endosomes. Les ligands sont transférés vers les prélysosomes (PL) puis les lysosomes (LYS). Il est possible que toute la mégaline ne soit
pas recyclée dans la mesure où elle peut être décelée dans la matrice lysosomale. Le
mécanisme d’internalisation lorsque le ligand de la mégaline est lui-même un complexe
entre une protéine de liaison et un ligand (ex : DBP et vitamine D) est illustré sur la partie
droite de la figure (encadré 2). L’ensemble du complexe est internalisé et acheminé vers
les lysosomes qui dégradent la protéine porteuse et libèrent le ligand. Les mécanismes
qui permettent la sortie des ligands des lysosomes sont très mal connus et probablement
variables en fonction du ligand. L’hypothèse actuellement retenue pour expliquer l’internalisation de la cubiline, illustrée sur la partie gauche de la figure (encadré 1), implique
son association à la mégaline. Le ligand peut être associé à une protéine porteuse. Après
formation des VC, la cubiline est massivement recyclée, tandis que les ligands sont acheminés vers les lysosomes.
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P.J. VERROUST ET COLL.
Les travaux récents suggèrent que la mégaline joue un rôle crucial dans l’épargne de composants essentiels tels que les vitamines A [49], B12 [50] et D [51] qui
est aujourd’hui l’exemple le mieux étudié (voir fig. 2). Les complexes formés par
la vitamine D et une protéine de liaison de 58 kDa (DBP) présents dans la lumière
du TCP sont internalisés et adressés dans les lysosomes qui dégradent la DBP
tandis que la vitamine D est transférée dans le cytosol puis hydroxylée dans les
mitochondries. L’importance physiologique de cette voie d’internalisation est
démontrée par les anomalies majeures du système osseux observées chez les souris
mégaline –/– [51]. La mégaline intervient peut-être de manière plus complexe dans
l’homéostasie du calcium. Elle constitue un antagoniste potentiel du récepteur classique de la PTH [52] et, principale protéine du rein liant le Ca2+, elle pourrait être
impliquée dans la réabsorption non régulée du Ca2+ [42].
Fonctions extrarénales
L’importance des fonctions extrarénales de la mégaline reste à préciser. Elle
pourrait permettre l’internalisation par les pneumocytes de type II des complexes
uPA : PAI-1 [53], intervenir dans les échanges au niveau de la barrière hématoméningée, notamment par ses propriétés de liaison de l’apo J et de l’apo B et contribuer au contrôle de la libération de l’hormone parathyroïdienne par sa sensibilité
aux fluctuations du calcium environnant [18, 54]
La mégaline a un rôle crucial au cours du développement embryonnaire. Les
souris déficientes en mégaline, caractérisées par un syndrome holoprosencéphalique et des malformations pulmonaires, meurent pour la plupart dans les heures qui
suivent leur naissance [23]. Les troubles du développement sont similaires à ceux
observés lors de l’administration d’agents hypocholestérolémiants ou chez les souris dont le gène Sonic Hedge Hog (shh) a été invalidé. La déficience en mégaline
pourrait intervenir au niveau du sac vitellin en perturbant le transfert du cholestérol,
soit plus probablement au niveau du neuroectoderme en empêchant l’utilisation efficace des lipides et le fonctionnement du sytème contrôlé par la protéine SHH.
LIGANDS ET FONCTIONS DE LA CUBILINE
Les ligands de la cubiline actuellement identifiés sont présentés dans le
tableau II. Sa structure laisse prévoir un grand nombre de sites de liaison et la
TABLEAU II. — LIGANDS
ACTUELLEMENT IDENTIFIÉS DE LA CUBILINE
Complexes facteur intrinsèque/vitamine B12 [6]
Chaînes légères des Ig [66]
Apolipoprotéine AI et HDL [61]
Receptor associated protein [29]
Mégaline [12]
Albumine [63, 65]
RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE ET DE LA MÉGALINE
279
plupart des ligands ne sont probablement pas encore identifiés. Comme dans le
cas de la mégaline, les interactions entre les différents ligands varient d’un système
à l’autre mais la RAP ne constitue pas un inhibiteur universel. Analysé par des
techniques morphologiques [26, 27], le trafic de la cubiline est pratiquement superposable à celui de la mégaline mais les mécanismes impliqués dans son internalisation restent incertains puisqu’elle ne comporte pas de domaine cytoplasmique.
Sa co-localisation étroite avec la mégaline et la capacité de la mégaline à lier le
complexe cubiline/FI/B12 nous ont amenés à proposer que son trafic (voir fig. 2)
était assuré par la mégaline [12]. Trois aspects nous paraissent particulièrement
importants : la cubiline est le récepteur des complexes FI/B12 indispensable à
l’absorption physiologique de la vitamine dans l’iléon ; elle est le seul récepteur
identifié permettant l’internalisation des particules de lipoprotéines de haute densité (HDL) ; elle intervient dans la réabsorption des protéines par le TCP.
La cubiline récepteur physiologique du complexe facteur intrinsèque/B12
L’identification de la cubiline et de ses ligands doit beaucoup aux travaux réalisés sur l’absorption intestinale de la vitamine B12. Ce processus implique la formation d’un complexe entre la vitamine B12 alimentaire et une protéine sécrétée
par la muqueuse gastrique, le facteur intrinsèque. Ce complexe est lui-même internalisé par un récepteur de haute affinité exprimé au pôle apical des entérocytes de
l’iléon terminal [30]. La mise en évidence de ce récepteur dans les cellules épithéliales du TCP [7, 55] et le sac vitellin [56] pendant la période où les anticorps
tératogènes sont actifs nous a amenés à montrer qu’il était identique [6] à une
protéine que nous avions identifiée sous le nom de gp280 et caractérisée comme
cible d’anticorps tératogènes [5]. L’étude de patients ayant un déficit héréditaire
de l’absorption de la vitamine B12, connu sous le nom d’anémie mégaloblastique,
autosomale récessive ou syndrome d’Imerslund-Gräsbeck (SIG) [57], a permis
d’acquérir la certitude que la cubiline était le récepteur physiologique de ce
complexe. En effet, le gène de la cubiline est situé sur le bras court du chromosome
10 dans la région de 6 cM contenant MGA1, le gène putatif du SIG [58]. La structure de la cubiline chez ces patients est anormale [59]. 16/17 des patients étudiés
ont une mutation ponctuelle qui substitue une leucine à une proline (FM1) dans le
domaine CUB 8 qui porte le site de liaison du complexe FI/B12. Le dernier patient
a des anomalies plus complexes (FM2) qui concernent l’un des introns du domaine
CUB6 et conduisent à la synthèse d’une protéine tronquée.
Autres fonctions de la cubiline
Trois types d’arguments recueillis au cours de 20 dernières années suggèrent que
le complexe FI/B12 ne constitue pas le seul ligand de la cubiline. En premier lieu, bien
que la cubiline exprimée par le TCP et l’épithélium vitellin soit capable expérimentalement de lier et d’internaliser le complexe FI/B12, il est probable que cette propriété
n’est pas physiologiquement importante car le FI n’est présent dans la circulation qu’en
quantité très faible. En second lieu, la plupart des patients ayant un SIG ont aussi une
protéinurie qui persiste après correction des anomalies hématologiques et neurologiques par administration parentérale de vitamine B12. Les observations similaires faites
chez les chiens ayant un déficit d’expression membranaire du récepteur suggérent que
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P.J. VERROUST ET COLL.
la cubiline intervient probablement dans la réabsorption des protéines filtrées. Enfin,
nous avons montré que les anticorps anti-cubiline induisent des malformations fœtales
[5], associées à des anomalies massives de l’appareil endocytique précoce [60].
CUBILINE
RÉCEPTEUR DES
HDL
La capacité de la cubiline de lier l’apolipoprotéine A-I (apoA-I) [61] a été mise
en évidence par chromatographie d’affinité du sérum sur une colonne de cubiline
et analysée directement par résonance plasmonique de surface. Il s’agit d’une
liaison de haute affinité qui implique l’apoA-I libre ou faisant partie intégrante
d’une particule de HDL. Elle requiert la présence de calcium et implique sur la
cubiline un site de liaison distinct de celui du complexe FI/B12. La cubiline peut
non seulement lier les HDL mais permet d’internaliser l’ensemble de la particule,
comme cela est observé dans des cellules de sac vitellin exprimant la mégaline et
la cubiline. Au cours de ce processus, qui est inhibé par les anticorps anticubiline,
l’apoA-I est dégradée. Le mécanisme d’endocytose des lipides par la cubiline,
clairement distinct de l’internalisation sélective du cholestérol par le Scavenger
Receptor B I [62], se rapproche donc du mécanisme décrit par Brown et Goldstein
pour les LDL [43]. L’importance physiologique de cette propriété n’est pas entièrement élucidée. La cubiline intervient dans la réabsorption de l’apoA-I par le
TCP. À l’état normal, l’apoA-I est filtrée, réabsorbée puis dégradée dans les cellules du TCP et n’est pas décelable dans l’urine. Elle n’y est pas non plus détectée
chez les patients ayant une mutation ponctuelle du domaine CUB 8 (FM1). Chez
le patient qui porte la mutation FM2, l’apoA-I est retrouvée dans les urines. De
même, elle est présente dans les urines de chiens ayant un équivalent du SIG secondaire à une anomalie de ciblage de la cubiline [56]. Il est possible que la cubiline
intervienne de manière plus générale dans le métabolisme des HDL car le patient
FM2 a des taux de cholestérol HDL et LDL anormalement élevés. Cette observation est difficilement explicable par les anomalies d’excrétion observées car chez
les sujets normaux l’apoA-I filtrée n’est pas réabsorbée sous forme fonctionnelle
mais dégradée. Elle peut suggérer une expression de la cubiline dans des sites,
autres que les épithéliums mentionnés, qui restent à identifier avec précision.
Compte tenu de l’importance du cholestérol dans le développement embryonnaire,
cette propriété pourrait rendre compte des anomalies du développement induites
par les anticorps anticubiline.
CUBILINE
ET RÉABSORPTION DES PROTÉINES DANS LE
TCP
L’analyse de la protéinurie chez les patients ayant un SIG (fig. 3) montre un
profil qui n’est pas limité à quelques espèces moléculaires (telles que l’apoA-I)
mais au contraire non spécifique, comportant notamment des quantités importantes
d’albumine. L’interaction de la cubiline avec l’albumine est maintenant documentée [63]. La liaison est de faible affinité, en accord avec la caractérisation des sites
de liaison de l’albumine précédemment rapportés dans le TCP et ces « récepteurs »
de faible poids moléculaire [64] pourraient être des produits de dégradation de la
cubiline. Le rôle de la cubiline dans la réabsorption des protéines par le tube
proximal est fortement suggéré par l’absence de vacuoles de réabsorption de
l’albumine dans le TCP des chiens ayant un déficit d’adressage membranaire de
la cubiline alors que ces vacuoles sont facilement décelables chez les chiens
témoins. Le processus de réabsorption de l’albumine fait vraisemblablement
RÔLE PHYSIOPATHOLOGIQUE DE LA CUBILINE ET DE LA MÉGALINE
281
FIG. 3. — Profil protéinurique de 2 patients ayant un syndrome d’Imerslund Gräsbeck. Electrophorèse en gel de polycacrylamide (5-15 p. 100) en présence de SDS. Noter en 1 et 2
la présence d’une bande intense comigrant avec l’albumine purifiée [3] au sein d’un profil
complexe.
intervenir la mégaline. Les expériences in vitro sur les cellules OK (65) montrent
une association étroite de la mégaline et de la cubiline avec l’albumine liée à la
membrane plasmique. Les souris mégaline –/– ont une excrétion accrue d’albumine et n’ont pas de vacuoles d’endocytose contenant de l’albumine dans le
TCP. La mégaline pourrait jouer un rôle direct par sa capacité d’interaction avec
l’albumine [47] et/ou indirect en intervenant dans le trafic intracellulaire de la
cubiline [12].
Il semble probable que la cubiline intervient dans la réabsorption d’autres molécules filtrées par le glomérule. Elle lie avec une faible affinité les chaînes légères
des Ig [66] et nous étudions actuellement ses capacités de liaison avec les protéines
mises en évidence dans les urines de patients SIG.
CUBILINE
ET INTERFACE MATERNO-FŒTALE
Le pouvoir tératogène des anticorps antirein décrit il y a plus de 30 ans a été
rapporté à leur fixation sur le sac vitellin et à une inhibition des mécanismes
d’endocytose qui assurent les transferts de la mère vers le fœtus. L’hypothèse
pathogénique la plus souvent retenue dans la littérature implique une diminution
de l’internalisation et de la dégradation des protéines maternelles conduisant à un
apport en acides aminés insuffisant pour assurer le développement embryonnaire
(revue in [67]). Une telle hypothèse est compatible avec la capacité de la protéine
cible (c’est-à-dire la cubiline) [5], de lier une grande variété de protéines dont
l’albumine. Ses capacités de liaison des HDL et la similitude des malformations
induites par les anticorps anticubiline et les inhibiteurs de synthèse du cholestérol
suggèrent qu’elle pourrait aussi intervenir dans le transport materno-fœtal du cho-
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P.J. VERROUST ET COLL.
lestérol. Ce processus [68] implique en effet une internalisation de la particule de
HDL, la dégradation de l’apoA-I et la formation de LDL transférées vers le fœtus par
l’apoB synthétisée par les cellules vitellines.
En conclusion, les données brièvement présentées dans cette revue montrent
que, la mégaline et la cubiline, jouent un rôle important dans l’étape initiale du
processus d’endocytose qui permet la réabsorption des protéines par les cellules
épithéliales du TCP. Il est probable qu’il existe des relations fonctionnelles étroites
entre ces deux récepteurs multiligands dont nous ne connaissons que les premiers
éléments. Les observations concernant les ligands de ces récepteurs et notamment
de la mégaline suggèrent d’autre part que l’épargne d’éléments vitaux tels que
certaines vitamines constitue l’une des fonctions essentielles du TCP. Il est enfin
intéressant de noter que, pour importantes que soient leurs fonctions dans le TCP,
ces deux molécules ont aussi des propriétés vitales dans d’autres domaines
d’expression tels que le développement embryonnaire.
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