Les adhésions focales sont des structures multiprotéiques contenant des intégrines qui forment des liens mécaniques entre les faisceaux d’actine intracellulaires et la matrice extracellulaire ou le substrat dans de nombreux types de cellules . La formation et la fonction des adhésions focales peuvent être décrites selon des étapes définies qui comprennent l’initiation, le regroupement, la croissance, la maturation et le désassemblage. Elles se trouvent communément à la surface ventrale des cellules dans les cultures de tissus en 2 dimensions et peuvent être envisagées comme les pieds de la cellule , qui fonctionnent comme des interfaces d’information interactives entre les cellules et leur environnement.
Les études montrent que de nouvelles adhésions sont formées au bord avant des cellules en migration, qu’elles augmentent en taille et mûrissent au fur et à mesure que les cellules se déplacent sur elles . Pendant la migration et l’étalement des cellules, les adhésions focales servent de points de maintien qui suppriment la contraction de la membrane et favorisent la protrusion au niveau du bord d’attaque (revue dans ). Dans les cellules stationnaires, elles servent de dispositifs d’ancrage qui maintiennent la morphologie cellulaire.
Les adhésions focales (AF) sont des structures hautement dynamiques qui croissent ou rétrécissent en raison du renouvellement des protéines qui les composent (communément appelées « protéines de plaque ») en réponse à des contraintes mécaniques changeantes (par exemple, les forces générées par l’actomyosine, les forces externes exercées par ou à travers la matrice environnante). Bien que les adhésions prennent naissance à la périphérie de la cellule, elles semblent se déplacer vers l’intérieur par rapport au centre de la cellule lorsque celle-ci migre sur elles. Cependant, les structures en tant que telles sont largement stationnaires par rapport au substrat sous-jacent, mais elles glissent et changent lentement de position pendant le désassemblage et le renouvellement, respectivement. Leur croissance est corrélée au mouvement relatif, tandis que la composition et l’organisation dépendent des changements dans leur microenvironnement, ce qui a été démontré à la fois in vitro et in vivo. Contrairement aux podosomes, les FAs ont une longue durée de vie après leur maturation.
Les différentes étapes du cycle de vie des adhésions focales et les changements morphologiques correspondants dépendant de la force sont discutés en détail. Plusieurs composants subissent un renouvellement, de sorte que les adhésions précoces et naissantes présentent un taux de renouvellement élevé et les adhésions matures une stabilité accrue.
Les adhésions focales se trouvent systématiquement à l’extrémité des fibres de contrainte et sont donc fortement intégrées à la masse du cytosquelette. Par conséquent, les adhésions focales servent à transmettre la force, générée en interne par le réseau cytosquelettique, à l’ECM et vice versa via les récepteurs d’adhésion . L’assemblage et la maturation des adhésions dépendent fortement de la présence d’une force, qui serait à l’origine de réarrangements structurels favorisant à leur tour le recrutement de protéines supplémentaires (croissance) et induisant des cascades de signalisation conduisant à la polymérisation de l’actine (renforcement) (revue dans ).
La polymérisation de l’actine et la contractilité de l’actomyosine génèrent des forces qui affectent les protéines mécanosensibles dans le module de liaison de l’actine, le module récepteur (par exemple, les intégrines), le module de signalisation et le module de polymérisation de l’actine . Cela conduit à l’assemblage et à la modification des fibres de stress de l’actomyosine qui, en fin de compte, entraînent des réponses globales telles que le mouvement directionnel, la croissance cellulaire, la différenciation et la survie. Ainsi, les AF peuvent être généralement décrites comme des machines mécanosensorielles capables d’intégrer de multiples signaux spatio-temporels, de les transposer et de les propager dans de multiples voies (revues dans ) qui affectent le processus de décision critique au niveau cellulaire .
Les adhésions focales ont également été observées dans des scénarios physiologiquement pertinents tels que dans les cellules endothéliales sur la membrane basale rigide des vaisseaux sanguins, dont la dynamique est modulée par les changements de matrice dépendants du cisaillement et dans les embryons de drosophile,où les AF médient le développement dépendant de la rigidité de la surface (revu dans ). Cependant, en raison du défi que représente la visualisation de la dynamique des AF en 3 dimensions, celles-ci sont moins bien documentées, même lorsqu’elles sont étudiées à l’aide d’études in vitro. D’après les données disponibles, on sait que les AF en 3 dimensions sont généralement beaucoup plus petites et dynamiques, tandis que des AF allongées sont également observées. Les études futures dans ce contexte révéleront les phénotypes cellulaires potentiels médiés par l’adhésion et leur rôle dans les processus physiologiques.