Accueil > Gluten > Trafic cellulaire

 Des peptides du gluten altèrent le trafic cellulaire dans l'entérocyte


   Normalement, la morphologie d'une cellule est maintenue grâce à l'actine du cytosquelette et grâce aux sites d'adhésions focales de la membrane à la matrice extra-cellulaire. Ces sites d'adhésion spécialisés jouent un rôle dans l'organisation architecturale et dans la polarité cellulaire. Ce sont en fait des sites dynamiques.

    En relation avec des modifications de la forme des entérocytes, des altérations de l'actine du cytosquelette entérocytaire sont observées dans la maladie cœliaque (1). Les entérocytes montrent une hauteur plus faible, gluten-dépendante, dans la maladie cœliaque (2).

   Des études microscopiques quantitatives révèlent que la gliadine endommage directement la F-actine et les protéines de jonctions serrées (TJ) dans les cellules LoVo (3).

   L'interaction directe des peptides de la gliadine avec l'actine nuit au trafic intracellulaire des cellules Cos-1 (4).

   Les peptides du gluten induisent un remodelage du cytosquelette tout en altérant la mobilité des cellules dendritiques (5). De plus, la gliadine et ses peptides, dont le peptide toxique P31-43, interfèrent avec les réarrangements de l'actine du cytosquelette à la fois dans les cellules de la muqueuse cœliaque et dans les lignées cellulaires (5). Les peptides P57-68 et P31-43 sont résistants à la digestion par les protéases gastriques, pancréatiques et intestinales, et demeurent par conséquent actifs in vivo dans l'intestin après ingestion de gluten. Le traitement in vivo du grêle de patients cœliaques avec des peptides de la gliadine déclenche le réarrangement du cytosquelette entérocytaire (6)(7). Ce phénomène est aussi détectable dans les cellules Caco-2, une lignée habituellement utilisée pour étudier les effets de la gliadine sur le métabolisme, les fonctions de barrière et l'apoptose (8)(9). Le traitement de cellules Caco-2 avec des peptides de gliadine digérée avec la trypsine, et avec le peptide toxique P31-43, cause des réarrangements de l'actine du cytosquelette similaires à ceux induits par l'EGF (epidermal growth factor) (10). Les jonctions cellulaires serrées (TJ) sont également altérées dans la maladie cœliaque active, et ces jonctions sont reliées au cytosquelette (11)(12).

     On a décrit un phénotype cellulaire cœliaque présent chez tous les patients, indépendant du typage HLA : forme cellulaire aplatie, présence de fibres d'actine raccourcies... Le peptide P31-43 induit ce phénotype dans les fibroblastes cutanés contrôle, avec une augmentation des sites de contact avec la matrice extracellulaire (fibronectine) (13).

      Citons encore une étude intéressante qui a également retenu mon attention (14), dans laquelle on montre que le peptide toxique P31-43 induit l'accroissement du complexe IL-15/récepteur IL-15 alpha à la surface cellulaire en altérant le trafic des vésicules.   

   Le peptide P31-49 de la gliadine, normalement complètement dégradé chez les malades cœliaques traités et chez les sujets sains, reste intact dans la maladie cœliaque active. Il active l'immunité innée. Associé à une sIgA et à la transglutaminase 2, ce peptide forme un complexe, le protégeant de la dégradation lysosomiale, entrant via la molécule CD 71 anormalement exprimée à l'apex des entérocytes (elle est normalement basolatérale) chez les malades cœliaques actifs. Le CD 71 est le récepteur à la transferrine mais il a été décrit comme un nouveau récepteur à polyIgA. Le passage paracellulaire est négligeable. Il est hautement probable que d'autres peptides puissent entrer dans l'entérocyte malade de la même manière. Le P32-43 interagit avec les vésicules précoces d'endocytose, réduit leur mobilité et retarde leur maturation (15).

   Dans un modèle tridimensionnel de culture cellulaire in vitro, un système "in vivo-like" polarisé, on a bien démontré l'effet nocif de la gliadine sur le cytosquelette (comme sur les jonctions serrées) (16).

     Les réseaux de filaments d'actine et leur réorganisation sont d'une importance capitale dans la propagation des signaux mitogéniques et métaboliques que l'insuline envoie après sa fixation à son récepteur tyrosine-kinase, conduisant à la stimulation du  transport du glucose et à l'activation d'une cascade de protéines kinases. On sait que la dépolymérisation des filaments d'actine par la cytochalasine D, la latrunculine A ou la toxine clostridiale C2 perturbe la sécrétion de l'insuline, inhibe la translocation du GLUT4 vers la membrane et empêche le transport du glucose dans les cellules musculaires différenciées et les adipocytes.

    Mises bout à bout, ces études montrent que les peptides du gluten, au moins les 3 cités plus haut, viennent contrarier le bon fonctionnement des trafics intracellulaires en perturbant le cytosquelette. J'oserais dire que la cellule est corsetée avec toutes ces "baleines de gliadine".

Conclusion : Cercle vicieux


La prévalence de la maladie cœliaque dans le diabète insulino-dépendant est environ 20 fois plus élevée que dans la population générale.


- Les vésicules de GLUT4 ne montent pas bien à la surface cellulaire dans le diabète.

- Un peptide de l'alpha-gliadine fait sécréter l'IL-8 qui recrute les polynucléaires neutrophiles.

- Sécrétion TNF-alpha subséquente, + LPS Gram-, + peptides de gliadine-=> zonuline => dysjonction TJ.

- Stimulation NF-kappa B, d'où espèces réactives radicalaires => peroxydation lipidique gênant la phosphorylation du récepteur à l"insuline via ses IRS-1 (et/ou kinases).

=> On peut donc débuter une résistance à l'insuline. L'insuline augmente l'expression membranaire des CD 71 => passage accru de complexes peptide/transglutaminase/sIgA.

        D'où renforcement de ce cercle vicieux par entrée continuelle de peptides !

    On peut donc clairement établir un lien entre la présence de peptides de la gliadine dans les cellules et résistance à l'insuline, au moins via une rétention cytoplasmique des GLUT4. L'altération de la polymérisation de l'actine dans les entérocytes est prouvée. Reste à voir si ça se confirme dans les cellules musculaires et adipeuses, voire pancréatiques. Il semble que ça soit le cas. Il existe par ailleurs 2 voies différentes de montée à la membrane pour les GLUT 4. Assez peu de choses sont actuellement comprises sur ce sujet, c'est compliqué. Étant donné l'état des recherches sur le diabète, sur les pathologies à gluten (que l'on minimise sciemment : dire qu'il y a une mode sans gluten relève d'un mensonge éhonté au vu des preuves), je suis surpris que l'on ne travaille pas davantage sur les mécanismes moléculaires reliant incontestablement au niveau épidémiologique diabète et gluten. Il est aussi "ennuyeux" que l'industrie minotière ne donne pas ses résultats concernant les effets biologiques des glutens retravaillés industriellement... La cellule de surveillance basée à l'hôpital Necker s'est fait rembarrer vertement... Pourquoi ? Bah... on fait bien des VW truquées...!



°°°°°°

    Pourtant un diabétique qui arrête le gluten voit nettement son diabète s’améliorer (je l'ai constaté maintes fois) jusqu'à réduire son insuline de 36 à...... 1 unité/j !

°°°°°°

(1) Holmgren Peterson K, Magnusson KE, Stenhammar L, Falth-Magnusson K (1995) Confocal laser scanning microscopy of small-intestinal mucosa in celiac disease. Scand. J Gastroenterol 30: 228–234.

(2) De Ritis G, Auricchio S, Jones HW, Lew EJ, Bernardin JE, et al. (1988) In vitro (organ culture) studies of the toxicity of specific A-gliadin peptides in celiac disease. Gastroenterology 94: 41–49.

(3) Elli L, Roncoroni L, Doneda L, Ciulla MM, Colombo R, et al. (2011) Imaging analysis of the gliadin direct effect on tight junctions in an in vitro three-dimensional Lovo cell line culture system. Toxicol In Vitro 25: 45–50.

(4) Reinke Y, Behrendt M, Schmidt S, Zimmer KP, Naim HY (2011) Impairment of protein trafficking by direct interaction of gliadin peptides with actin. Exp Cell Res 317: 2124–35.

(5) Chladkova B, Kamanova J, Palova-Jelinkova L, Cinova J, Sebo P, et al. (2011) Gliadin fragments promote migration of dendritic cells. J Cell Mol Med 15: 938–948.

(6) Bailey DS, Freedman AR, Price SC, Chescoe D, Ciclitira PJ (1989) Early biochemical responses of the small intestine of coeliac patients to wheat gluten. Gut 30: 78–85.

(7) Wilson S, Volkov Y, Feighery C (2004) Investigation of Enterocyte Microfilaments in Celiac Disease. “11th International Symposium on Coeliac Disease” Belfast p. 100. Ed McMillan S., Feighery C., Watson P.

(8) Giovannini P, Matarrese B, Scazzocchio R, Vari M, D'Archivio E, et al. (2003) Wheat gliadin induces apoptosis of intestinal cells via an autocrine mechanism involving Fas–Fas ligand pathway. FEBS Lett 540: 117–124.

(9) Sander GR, Cummins AG, Henshall T, Powell BC (2005) Rapid disruption of intestinal barrier function by gliadin involves altered expression of apical junctional proteins. FEBS Lett 579: 4851–4855.

(10) Barone MV, Gimigliano A, Castoria G, Paolella G, Maurano F, et al. (2007) Growth factor-like activity of gliadin, an alimentary protein: implications for coeliac disease. Gut 56: 480–488.

(11) Ciccocioppo R, Finamore A, Ara C, Di Sabatino A, Mengheri E, et al. (2006) Altered expression, localization, and phosphorylation of epithelial junctional proteins in celiac disease. Am J Clin Pathol 125: 502–51.

(12) Schumann M, Günzel D, Buergel N, Richter JF, Troeger H, et al. (2011) Cell polarity-determining proteins Par-3 and PP-1 are involved in epithelial tight junction defects in coeliac disease. Gut 61: 220–228.


(13) Merlin Nanayakkara and al. A Celiac Cellular Phenotype, with Altered LPP Sub-Cellular Distribution, Is Inducible in Controls by the Toxic Gliadin Peptide P31-43. PLoS One. 2013; 8(11): e79763.

(14) Barone and al. Gliadin-mediated proliferation and innate immune activation in coeliac disease are due to alteration in vesicular trafficking. Department of Pediatrics, European Laboratory for the investigation of food-induced Diseases. University of Naples Frederico II, Naples, Italy.

(15) Barone MV, Nanayakkara M, Paolella G, Maglio M, Vitale V, et al. Gliadin peptide P31-43 localises to endocytic vesicles and interferes with their maturation. PloS One. 2010;18;5(8).

(16) Dolfini E, Roncoroni L, Elli L, Fumagalli C, Colombo R, Ramponi S, Forlani F, Bardella MT. Cytoskeleton reorganisation and structural damage induced by gliadin in a three-dimensional in vitro model. World J Gastroenterol. 2005 Dec28;11(48):7597-601.