L’absorption intestinale de la vitamine B12 (Figure 2) implique la formation d’un complexe entre la vitamine B12 alimentaire et une protéine sécrétée par la muqueuse gastrique, le facteur intrinsèque (FI). Ce complexe est lui-même internalisé par un récepteur de haute affinité exprimé au pôle apical des entérocytes de l’iléon terminal. Après internalisation, le FI est dégradé tandis que la vitamine B12 est sécrétée dans les capillaires au pôle basal de la cellule iléale. La mise en évidence de ce récepteur de forte affinité dans les cellules épithéliales du TCP [3] et le sac vitellin nous a amenés à montrer qu’il était identique à la gp280, une protéine que nous avions identifiée et caractérisée comme cible d’anticorps tératogènes [4]. L’étude de patients ayant un déficit héréditaire de l’absorption de la vitamine B12, connu sous le nom d’anémie mégaloblastique autosomique récessive ou syndrome d’Imerslund-Gräsbeck (SIG), 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 (10p12.33-p13) dans une région de 6 cm contenant MGA1 (megaloblastic anemia-1), le locus présomptif du SIG. La structure de la cubiline est anormale chez ces patients [17]. Seize des dix-sept patients étudiés ont une mutation ponctuelle qui substitue une proline à une leucine (FM1 ou finnish mutation 1) dans le domaine CUB8 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.

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 qu’en quantité très faible dans la circulation et donc dans le TCP. L’existence d’une protéinurie tubulaire caractérisée par la présence, dans l’urine, de protéines normalement indécelables en aval du TCP chez les patients et chez les chiens ayant un SIG, suggère fortement que la cubiline intervient dans la réabsorption de protéines présentes dans le TCP (Figure 3).

Le rôle de la cubiline dans ce processus est bien mis en évidence par l’excrétion urinaire accrue de ligands identifiés de la cubiline tels que l’albumine, la transferrine, la DBP (vitamin D-binding protein) ou la CCSP (Clara cell secretory protein) et l’absence de vacuoles de réabsorption contenant ces mêmes protéines [14, 15, 18] dans le TCP des chiens ayant un déficit d’adressage membranaire de la cubiline. Ces vacuoles sont en revanche facilement décelables chez les chiens témoins. La réabsorption des protéines par le TCP implique en fait le complexe mégaline/cubiline. Certaines protéines (apolipoprotéine-A-1 ou apo AI, transferrine) se lient à la seule cubiline, la mégaline n’intervenant que pour faciliter l’internalisation des complexes cubiline-ligand. Pour d’autres protéines, notamment l’albumine et la DBP (vitamin D-binding protein), la cubiline, mais aussi la mégaline, sont responsables de la liaison apicale. Enfin certaines protéines, telles que la TC II (transcobalamine II) ou la retinol binding protein ne sont pas reconnues par la cubiline et sont réabsorbées par la mégaline.

L’expression abondante de la cubiline et de la mégaline tout au long du TCP, l’efficacité de leur recyclage par le système des tubules apicaux denses et la localisation dans les segments précoces du TCP de la plupart de leurs ligands suggèrent que les capacités de réabsorption protéique que constitue le complexe cubiline/mégaline ne sont pas saturées dans les conditions normales. Ce système permet la réabsorption de plusieurs grammes de protéines par jour, contribuant ainsi à l’équilibre du bilan azoté. Lorsque la perméabilité glomérulaire est anormalement élevée, la capacité de réabsorption induit un trafic protéique accru dans les cellules tubulaires proximales, dont il est généralement admis qu’il constitue la première étape vers le développement de la sclérose rénale et la progression vers l’insuffisance rénale [19].

Le tandem cubiline/mégaline permet également de préserver certains éléments essentiels tels que le fer et les vitamines B12 [20], A et D. Les complexes formés par la vitamine D et la DBP (une protéine de 58 kDa), 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, hydroxylée dans les mitochondries et sécrétée au pôle baso-latéral, probablement via un système vésiculaire qui reste à identifier (Figure 3). L’importance physiologique de cette voie d’internalisation est démontrée par les anomalies majeures du système osseux observées chez les souris mégaline^-/- [21].

La cubiline est exprimée très précocement au cours du développement embryonnaire chez les rongeurs. Elle est décelée dès J4-J5 (Figure 4) dans les cellules de l’endoderme primitif qui migrent, à partir de la masse cellulaire interne, pour tapisser la cavité blastocoelique. Son expression persiste sur le feuillet viscéral du sac vitellin jusqu’au terme de la gestation. Pendant une période allant de J4 à J9, ce feuillet constitue l’interface fonctionnelle unique entre la mère et le foetus. L’épithélium pariétal est perméable aux protéines maternelles qui ont ainsi accès à la cavité vitelline. Selon les conceptions physiologiques actuelles, la cubiline exprimée au pôle apical des cellules viscérales (Figure 4) permet, en association avec la mégaline, l’internalisation puis la dégradation des protéines et des lipoprotéines maternelles présentes dans la cavité vitelline. Les acides aminés issus de ce processus sont transférés vers l’embryon, tandis que le cholestérol (Figure 4) est reconditionné dans de nouvelles particules lipoprotéiques formées à partir de lipoprotéines AI et/ou B synthétisées par les cellules vitellines et sécrétées dans les capillaires vitellins. Un mécanisme similaire interviendrait pour le transfert du fer.

L’importance de la cubiline au cours du développement foetal a été, dans un premier temps, mise en évidence par le pouvoir tératogène chez le rat des anticorps anti-cubiline administrés au 9^e jour de la gestation. Ces résultats peuvent être rapportés à la fixation des anticorps sur le sac vitellin et à une inhibition des mécanismes d’endocytose [22, 23] qui assurent les transferts de la mère vers le foetus (Figure 4). L’effet des anticorps anti-cubiline pourrait être expliqué par une diminution de la quantité de protéines internalisées, ce qui conduirait à une diminution de la quantité d’acides aminés transférés vers l’embryon. Il pourrait aussi être dû à une inhibition du transfert de cholestérol de la mère vers l’embryon, comme le suggère la similitude des malformations induites par les anticorps anti-cubiline et les inhibiteurs de synthèse du cholestérol.

Le rôle de la cubiline au cours du développement est probablement plus complexe, car les premières expériences d’invalidation du gène de la cubiline indiquent que les embryons meurent très précocement in utero. L’expression de la cubiline par les toutes premières cellules de l’endoderme primitif pourrait être indispensable au développement ultérieur de l’embryon [24]. De plus, les données récentes obtenues dans notre laboratoire indiquent que la cubiline est co-exprimée avec la mégaline dès les premiers stades de développement du neuroépithélium, et pourrait jouer un rôle dans ce contexte. Les anomalies du développement, et notamment le syndrome holoprosencéphalique chez les souris mégaline^-/- [25] (qui ont une invalidation fonctionnelle au moins partielle du gène de la cubiline) vont dans ce sens.

Comme nous l’avons indiqué plus haut, la cubiline se lie aux HDL (high densitiy lipoprotein) avec une forte affinité et permet, avec l’aide de la mégaline, d’internaliser l’ensemble de la particule. Au cours de ce processus, l’apoA-I est dégradée [13]. Le mécanisme d’endocytose des lipides par la cubiline, distinct de l’internalisation sélective du cholestérol par le scavenger receptor B I, se rapproche donc du mécanisme décrit par Brown et Goldstein pour les LDL (low densitiy lipoprotein). 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. Il est possible que la cubiline intervienne de manière plus générale dans le métabolisme des HDL.