Les filaments intermédiaires sont des protéines insolubles qui aident à former le système cytosquelettique d’une cellule, la structure interne qui donne sa forme à une cellule. Ces protéines se trouvent dans presque tous les organismes multicellulaires. Il existe trois types de filaments de base : les filaments fins, qui mesurent généralement environ 8 nanomètres (nm) de diamètre ; des filaments intermédiaires, qui font en moyenne environ 10 nm ; et les microtubules, qui mesurent environ 25 nm. Les filaments intermédiaires sont généralement stables et durables en raison de leur insolubilité ; on les trouve souvent dans les cellules qui subissent beaucoup de stress, comme la peau, les muscles, les cheveux et les ongles, ou les griffes de certains animaux.
Il existe cinq types de filaments intermédiaires, classés selon leurs caractéristiques protéiques. Le type I contient des kératines acides et le type II contient des kératines basiques. Les filaments de type I et de type II se trouvent dans les cellules épithéliales, qui forment également les cheveux et les ongles. Les filaments intermédiaires de kératine créent des jonctions qui lient les cellules entre elles, formant des paires constituées d’une protéine de kératine basique et d’une protéine acide.
Les filaments intermédiaires de type III peuvent inclure l’une des quatre protéines différentes. Les protéines de desmine se trouvent à la fois dans les cellules musculaires lisses et striées, y compris les muscles cardiaques. La protéine acide fibrillaire gliale (GFAP) se trouve dans les cellules de la névroglie du cerveau et de la moelle épinière. D’autres parties du système nerveux périphérique contiennent des protéines de périphérine, et la protéine de vimentine se trouve dans les fibroblastes, ou globules blancs, et la fine couche de cellules qui tapissent l’intérieur des vaisseaux sanguins.
Les neurofilaments, qui sont des protéines présentes dans les neurones, constituent le type IV. Les neurofilaments sont construits à partir de trois protofibrilles entrelacées et sont les fibres les plus abondantes des axones, les longues fibres des cellules nerveuses. Ce type de filament intermédiaire établit le diamètre des axones et des dendrites, les extrémités en forme de branche du neurone qui transmet les signaux électriques.
Les filaments intermédiaires de type V sont des lamines ou des protéines fibreuses présentes dans le noyau d’une cellule. Contrairement aux autres types, qui sont tous considérés comme cytosquelettiques, les filaments de type V sont nucléosquelettiques – les lamines forment un maillage dans les membranes internes qui entourent le noyau. Les lamines sont impliquées dans plusieurs fonctions importantes, notamment la synthèse de l’ADN et l’assemblage et le désassemblage des membranes qui entourent le noyau pendant la division cellulaire.
Malgré les différences chimiques et protéiques dans chaque type de filament intermédiaire, ils jouent tous un rôle similaire en fournissant un cadre structuré pour les cellules. Des mutations dans les filaments intermédiaires peuvent provoquer diverses maladies, notamment l’épidermolyse bulleuse simplex, une maladie des cloques cutanées et la sclérose latérale amyotrophique (SLA), également connue sous le nom de maladie de Lou Gehrig.