L'apoptose ou la mort cellulaire programmée en biologie

Résumé du document

Le développement harmonieux et la survie de tout organisme pluricellulaire impliquent l'existence d'un contrôle précis du nombre de cellules constitutives. Celui-ci se fait grâce à un équilibre dynamique entre le phénomène de prolifération cellulaire, fondamental pour la croissance et le maintien de l'organisme, et celui de la mort cellulaire, essentielle pour l'élimination des cellules superflues ou potentiellement dangereuses pour l'organisme. Ce phénomène d'élimination sélective des cellules est dénommé mort cellulaire programmée (MCP) ou apoptose, du grec apo pour éloignement et ptosis pour chute, en référence à la chute des feuilles en automne.

La notion d'apoptose a été introduite en 1972 par Kerr et coll. pour désigner une forme de mort cellulaire totalement différente de la nécrose, seule forme de mort cellulaire connue et individualisée à cette époque, tant d'un point de vue morphologique que biochimique. De plus, l'apoptose est une réponse hautement conservée des eucaryotes unicellulaires jusqu'aux mammifères. Nous verrons dans une première partie de l'exposé comment a été mise en évidence l'existence d'une mort cellulaire naturelle et sa conservation au cours de l'évolution, en quoi cette elle se distingue de la nécrose et pourquoi elle est dite programmée (...)

Extraits

[...] Figure 24 : Mort cellulaire programmée dans la patte d'embryon de souris (à gauche). Développement du cerveau dans les embryons de souris du stade 16,5 jours (à droite) embryon de type sauvage embryon caspase 9 (Voet) 18 Chez l'adulte : - l'apoptose, contrebalançant la prolifération cellulaire, régule la taille des organes (109 nouvelles cellules apparaissent/jour, autant doivent disparaître par apoptose) - elle élimine les cellules devenues inutiles : absence de nidation, endomètre utérin et menstruation (les hormones sexuelles ayant bloqué l'apoptose pendant 21 jours) - elle élimine les cellules devenues dangereuses cellules dont l'ADN est lésé lymphocytes une fois l'agent infectieux éliminé cellules infectées par des virus (apoptose induite par les LTc) cellules potentiellement cancéreuses 2. [...]

[...] la phase d'exécution/de dégradation Au cours de cette étape, la cellule met en œuvre un ensemble de réactions intracellulaires qui conduisent à l'activation irréversible de molécules effectrices dont les actions conjuguées provoquent la destruction ordonnée de la cellule. Ces molécules effectrices sont : - des protéases, les caspases, qui clivent d'autres protéines ; - des nucléases, enzymes directement responsables des modifications nucléaires intervenant dans l'apoptose et dont la cible est la chromatine. L'apoptose est donc une mort cellulaire programmée et stéréotypée. Intéressons nous à présent aux mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant à la MCP des cellules. [...]

[...] Ces stimuli apoptotiques mettent en route une voie de signalisation qui dépend à la fois du type cellulaire, de la nature du signal inducteur et du récepteur activé. La cellule intègre ces différentes informations reçues et décide de s'engager ou non dans la voie de l'apoptose b. la phase de décision Cette phase de l'apoptose est caractérisée par la chute du potentiel de membrane mitochondrial Cet évènement est expliqué par l'ouverture de mégapores mitochondriaux. L'ouverture des mégapores mitochondriaux permet la transition de perméabilité mitochondriale dont les conséquences sur les mitochondries, et donc sur la cellule sont drastiques : - altération rapide des fonctions mitochondriales (effondrement du potentiel électrochimique de la membrane mitochondriale interne diminution des quantités d'ATP disponibles) ; - perméabilisation de la MMI et libération dans le cytosol de radicaux libres, de Ca2+ et de protéines apoptotiques comme le cytochrome c et AIF (Apoptosis Inducing Factor). [...]

[...] L'adulte mâle est composé de 1031 cellules tandis que hermaphrodite est fait de 959 cellules. Au cours de la vie du vers il y a multiplication cellulaire puis mort par apoptose de 131 cellules. Ainsi, la sélection par mutagenèse chimique de larves présentant des défauts d'élimination des cellules au cours du développement a permis l'identification de 11 gènes impliqués dans la régulation de la mort cellulaire programmée chez C. elegans. Figure 1 : Le ver Caenorhabditis elegans (internet) Figure 2 : Cycle de vie de C. [...]

[...] Tout dysfonctionnement du processus apoptotique, soit par excès, soit par défaut, conduit à des pathologies diverses. Actuellement, les recherches sont menées dans 2 directions pour le développement de nouvelles stratégies visant à manipuler la machinerie apoptotique : - de façon à l'activer quand elle est déficiente (cancers = conséquences de la combinaison d'une multiplication cellulaire accrue et d'une résistance à l'apoptose) et à l'inactiver quand elle est inappropriée (maladies dégénératives) ; - de façon à diminuer la résistance anticancéreuse à certains traitements anticancéreux ; on sait en effet que la mort cellulaire induite par les agents anticancéreux utilisés en chimiothérapie et en radiothérapie est le plus souvent par apoptose, l'efficacité de ces agents dépend de la capacité de la cellule tumorale cible à répondre à l'apoptose. [...]