Cellule caliciforme - Goblet cell
| Cellule caliciforme | |
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 Illustration schématique d'une cellule caliciforme en gros plan, illustrant différentes structures internes de la cellule.
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 Coupe transversale d'une villosité , de l' intestin humain . X 350.
a. Membrane basale , ici quelque peu rétrécie à l'écart de l'épithélium. b. Lactée . c. Epithélium cylindrique . ré. Sa bordure striée. e. Cellules caliciformes . F. Leucocytes dans l'épithélium. F'. Leucocytes sous l'épithélium. g. Vaisseaux sanguins . h. Les cellules musculaires sont coupées. | |
| Des détails | |
| Système | Système respiratoire |
| Forme | Colonne simple |
| Fonction | Cellules épithéliales productrices de mucine |
| Identifiants | |
| Latin | exocrimohsinoctus caliciformis |
| Engrener | D020397 |
| E | H3.04.03.0.00009, H3.04.03.0.00016, H3.05.00.0.00006 |
| FMA | 13148 |
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Termes anatomiques de la microanatomie | |
Les cellules caliciformes sont de simples cellules épithéliales cylindriques en forme de calice qui sécrètent des mucines formant un gel , comme la mucine MUC5AC . Les cellules caliciformes utilisent principalement la méthode de sécrétion mérocrine , sécrétant des vésicules dans un conduit, mais peuvent utiliser des méthodes apocrines , faisant éclore leurs sécrétions, en cas de stress. Le terme gobelet fait référence à la forme en gobelet de la cellule. La partie apicale a la forme d'une coupe, car elle est distendue par d'abondants granules chargés de mucus ; sa partie basale est dépourvue de ces granules et a la forme d'une tige.
La cellule caliciforme est fortement polarisée avec le noyau et d'autres organites concentrés à la base de la cellule et des granules sécrétoires contenant de la mucine, à la surface apicale. La membrane plasmique apicale projette de courtes microvillosités pour augmenter la surface de sécrétion.
Les cellules caliciformes se trouvent généralement dans les voies respiratoires, reproductives et gastro-intestinales et sont entourées d'autres cellules cylindriques. La différenciation biaisée des cellules basales des voies aériennes de l' épithélium respiratoire en cellules caliciformes joue un rôle clé dans la production excessive de mucus, connue sous le nom d' hypersécrétion de mucus observée dans de nombreuses maladies respiratoires, notamment la bronchite chronique et l' asthme .
Structure
Les cellules caliciformes se trouvent dispersées dans la paroi épithéliale des organes , tels que les voies intestinales et respiratoires . On les trouve à l'intérieur de la trachée , des bronches et des bronchioles plus grosses des voies respiratoires, de l' intestin grêle , du gros intestin et de la conjonctive de la paupière supérieure . Dans la conjonctive, les cellules caliciformes sont une source de mucine dans les larmes et elles sécrètent également différents types de mucines sur la surface oculaire . Dans les glandes lacrymales , le mucus est synthétisé par les cellules acineuses à la place.
Microanatomie
Les cellules caliciformes sont de simples cellules épithéliales cylindriques , ayant une hauteur quatre fois supérieure à leur largeur. Le cytoplasme des cellules caliciformes a tendance à être déplacé vers l'extrémité basale du corps cellulaire par les gros granules de mucine , qui s'accumulent près de la surface apicale de la cellule le long de l'appareil de Golgi , qui se situe entre les granules et le noyau . Cela donne à la partie basale de la cellule une coloration basophile en raison des acides nucléiques dans le noyau et une coloration rugueuse du réticulum endoplasmique à l' hématoxyline . La mucine contenue dans les granules est pâle dans les coupes d' histologie de routine , principalement parce que ces protéines riches en glucides sont éliminées lors de la préparation des échantillons de microscopie. Cependant, ils se tachent facilement avec la méthode de coloration PAS , qui les colore en magenta.
Dans les colorations à la mucicarmine , on trouve de la mucine rouge foncé dans les corps cellulaires caliciformes. Les cellules caliciformes peuvent être vues dans les exemples ci-dessous comme les cellules plus grandes et plus pâles.
Une glande intestinale de l'intestin humain avec des cellules caliciformes visibles
Cellule caliciforme dans l' iléon
Section d'intestin de souris, mucus de cellules caliciformes en bleu
Cellules caliciformes dans le gros intestin
Fonction
Le rôle principal des cellules caliciformes est de sécréter du mucus afin de protéger les muqueuses où elles se trouvent. Les cellules caliciformes y parviennent en sécrétant des mucines , de grosses glycoprotéines formées principalement par des glucides . Les propriétés de type gel des mucines sont données par ses glycanes (glucides liés) qui attirent des quantités d'eau relativement importantes. Sur la surface interne de l'intestin humain, il forme une couche de 200 µm d' épaisseur (moins chez les autres animaux) qui lubrifie et protège la paroi de l'organe.
Des formes distinctes de mucine sont produites dans différents organes : alors que MUC2 est répandu dans l'intestin, MUC5AC et MUC5B sont les principales formes trouvées dans les voies respiratoires humaines . Dans les voies respiratoires, le mucus est balayé par les cils de l' épithélium respiratoire , dans un processus appelé clairance mucociliaire , et propulsé hors des poumons et dans le pharynx, ce qui entraîne l'élimination des débris et des agents pathogènes des voies respiratoires. MUC5AC est surexprimé dans l' inflammation pulmonaire allergique .
Les mucines sont continuellement fabriquées et sécrétées par les cellules caliciformes afin de réparer et de remplacer la couche de mucus existante. Les mucines sont stockées dans des granules à l'intérieur des cellules caliciformes avant d'être libérées dans la lumière de l'organe. La sécrétion de mucine dans les voies respiratoires peut se produire via une sécrétion régulée. La sécrétion peut être stimulée par des irritants tels que la poussière et la fumée , en particulier dans les voies respiratoires . D'autres stimuli sont des microbes tels que des virus et des bactéries.
Les anomalies du nombre de cellules caliciformes sont associées à des modifications de la sécrétion de mucines, ce qui peut entraîner de nombreuses anomalies observées chez les patients asthmatiques, telles que des voies respiratoires obstruées en raison d'une hypersécrétion de mucus et une perte éventuelle de la fonction pulmonaire. La surexpression de MUC5AC seule n'entraîne pas la physiopathologie observée chez les patients asthmatiques ; c'est la production excessive avec la vitesse de sécrétion qui conduit à la formation d'un mucus épais qui ne peut pas être éliminé par les cils ou l'action de la toux. Ceci, en plus du rétrécissement des voies respiratoires, conduit à l'obstruction des voies respiratoires, ce qui peut être préjudiciable à la santé s'il n'est pas traité.
Il existe d'autres cellules qui sécrètent du mucus (comme les cellules fovéolaires de l' estomac ) mais celles-ci se distinguent histologiquement des cellules caliciformes.
Rôle dans la tolérance orale
La tolérance orale est le processus par lequel le système immunitaire est empêché de répondre à l'antigène dérivé des produits alimentaires, car les peptides des aliments peuvent passer dans la circulation sanguine via l'intestin, ce qui conduirait en théorie à une réponse immunitaire. Un article publié dans Nature en 2012 a fait la lumière sur le processus et a impliqué les cellules caliciformes comme ayant un rôle dans le processus. On savait que les cellules dendritiques exprimant CD103 de la lamina propria avaient un rôle à jouer dans l'induction de la tolérance orale (potentiellement en induisant la différenciation des cellules T régulatrices ), et cet article suggère que les cellules caliciformes agissent pour délivrer préférentiellement l'antigène à ces cellules dendritiques CD103 + .
Signification clinique
Asthme allergique
La production excessive de mucus observée chez les patients asthmatiques allergiques est due à la métaplasie des cellules caliciformes , la différenciation des cellules épithéliales des voies respiratoires en cellules caliciformes productrices de mucine. Ces cellules produisent les mucines épaisses MUC5AC et MUC5B , qui obstruent les voies respiratoires, entraînant l'obstruction des voies respiratoires caractéristique de l' asthme .
La métaplasie des cellules caliciformes dans l'asthme allergique est due à l'action de la cytokine IL-13 . L'IL-13 se lie au récepteur IL-4Rα et initie une réponse de signalisation STAT6 . La liaison de l' IL-13 provoque la phosphorylation des résidus tyrosine au niveau de l' IL-4Rα . Cela entraîne l'amarrage des monomères STAT6 , qui eux-mêmes sont phosphorylés puis quittent le récepteur et se rassemblent pour former des homodimères STAT6 dans le cytoplasme. Ces homodimères pénètrent ensuite dans le noyau , où ils se lient à des éléments régulateurs de l'ADN, ce qui affecte la transcription de certains gènes impliqués dans la production de mucus.
L'induction de la signalisation STAT6 par l' IL-13 conduit à une augmentation de l'expression de la 15-lipoxygénase (15-LO-1), qui est une enzyme impliquée dans la dégradation des acides gras insaturés. La 15-lipoxygénase agit en se liant aux phospholipides et produit des métabolites hydroperoxy et époxy. L'un de ces métabolites, l' acide 15-hydroxyéicosatétranoïque (15-HETE), est libéré au niveau intracellulaire, où il se conjugue à la phosphatidyléthanolamine , un composant phospholipidique. Le 15-HETE-PE induit l'expression de la mucine MUC5AC .
Carcinoïdes à cellules caliciformes
Les carcinoïdes à cellules caliciformes sont une classe de tumeurs rares qui se forment à la suite d'une prolifération excessive des cellules caliciformes et neuroendocrines . La majorité de ces tumeurs surviennent dans l' appendice et peuvent présenter des symptômes similaires à ceux de l' appendicite aiguë beaucoup plus courante . Le traitement principal des tumeurs localisées à cellules caliciformes est l' ablation de l'appendice , et parfois l' ablation de l'hémicolon droit est également réalisée. Les tumeurs disséminées peuvent nécessiter un traitement par chimiothérapie en plus de la chirurgie.
Métaplasie
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L'œsophage de Barrett est une métaplasie de l'œsophage en épithélium intestinal, caractérisée par la présence de cellules caliciformes.
Traitements
Des anticorps monoclonaux
Des études sur des souris ayant reçu des anticorps monoclonaux contre l' IL-13 ont entraîné une diminution de l'expression des cellules caliciformes chez les patients asthmatiques . Certains traitements qui utilisent des anticorps monoclonaux anti-IL-13 incluent le tralokinumab et le lebrikizumab . Ces traitements ont montré des améliorations chez les patients asthmatiques, mais il existe encore des limites à l'utilisation d'anticorps monoclonaux anti-IL-13. Le dupilumab est un médicament plus récent qui cible le récepteur commun de l' IL-4 et de l' IL-13 , l' IL4Rα . Étant donné que l'IL-4 et l'IL-13 ont des activités biologiques interdépendantes, le dupilumab est une forme de traitement plus efficace car il cible les deux interleukines.
Histoire
Les cellules ont été notées pour la première fois par Henle en 1837 lors de l'étude de la muqueuse de l'intestin grêle, considérée comme produisant du mucus par Leydig en 1857 (qui examinait l'épiderme des poissons), et ont reçu leur nom par Schulze en 1867, Schulze a choisi le nom descriptif "gobelet" en raison de la forme de la cellule, plutôt qu'un nom fonctionnel, car il est resté incertain quant à la fonction de production de mucus de la cellule.
Ces cellules sont aujourd'hui utilisées dans les laboratoires pour évaluer l'absorption intestinale de cibles médicamenteuses avec différents kits, comme le CacoGoblet.