FGSM2 – Formation générale aux soins médicaux de niveau 2 MED0302 – Bases moléculaires et cellulaires des pathologies Pr POLETTE S3 – 12/10/2020

E-LEARNING N°8 + COURS DU 20/10 : MORT CELLULAIRE

REYNAERTS Yaëlle et GODEFROY Mateo

TAUPIN Florian et EHRHARDT Noémie

Correcteur : HARDY CLEMENCE

INTRODUCTION

Le développement des organismes multicellulaires et leur homéostasie au stade adulte est le résultat d’un contrôle précis et coordonné des processus de prolifération, de différenciation et de mort cellulaire. La plupart des cellules ont en effet une durée de vie inférieure à celle de l’organisme. Il existe plusieurs types de mort cellulaire : la nécrose, la sénescence, l’apoptose ou l’autophagie. Tous ces phénomènes sont mis en jeu lors du renouvellement des cellules dont la durée de vie est limitée.

Au sein d’un tissu, l’équilibre entre ces processus est à l’origine de l’homéostasie cellulaire. Les anomalies de cette homéostasie par augmentation de la prolifération et/ou diminution de la mort cellulaire sont à l’origine de l’accumulation de cellules aboutissant à une tumeur.

Plusieurs processus peuvent conduire à ces différents types de mort cellulaire :

· Sénescence réplicative (horloge télomérique)

· Inflammation

· Stress oxydatif – radicaux libres

· Dégradation et élimination des protéines (protéasome – autophagie)

· Réparation de l’ADN

NECROSE

Il s’agit d’un processus cellulaire non programmé, une mort cellulaire accidentelle due à une agression physique (coupure, choc) ou anoxique, qui aboutit à la lyse cellulaire dans le milieu environnant. Ceci conduit ensuite à l’apparition de la réaction inflammatoire.

Comme on peut le voir sur le schéma, le phénomène de nécrose gagne d’abord la membrane, puis le noyau, et enfin les autres organites.

AUTOPHAGIE

L’autophagie est un processus de survie cellulaire qui se déclenche dans des conditions de stress environnemental, particulièrement en réponse à une carence énergétique. L’autophagie est alors essentielle à la production de ressources énergétiques. Elle consiste en une dégradation du matériel cytoplasmique, c’est-à-dire protéines et organites. Ainsi, on obtient des acides aminés et acides gras qui serviront à la synthèse de protéines et d’ATP, ce qui conduira à la survie de la cellule. Cette dégradation à lieu grâce à une fusion de vésicules à double membrane : les autophagosomes et les lysosomes.

L’autophagie est initiée par la formation d’un phagophore, qui s’étend progressivement sur le matériel cytoplasmique à dégrader. Cette étape d’élongation se termine par la formation d’un autophagosome, qui va, pour maturer, fusionner avec un lysosome pour former un autolysosome qui permettra la dégradation des constituants cytoplasmiques. Ces étapes allant de l’induction de l’autophagie par la naissance du phagophore à la formation de l’autophagosome sont contrôlées par des complexes protéiques dits d’initiation, de nucléation et de liaison.

Image de microscopie électronique où l’on observe la dégradation progressive de la membrane de mitochondries.

» Si l’autophagie se prolonge trop, elle peut provoquer la mort de la cellule par autodigestion.

SENESCENCE

Au cours de la sénescence une diminution du nombre de cellules est observée dans une majorité des organes. Les cellules normales ne se divisent que dans une période de temps retreinte et subissent un arrêt irréversible de la phase G1 du cycle cellulaire. Les cellules normales ont en effet une durée de vie limitée. Leur nombre maximal de divisions est de 50, c’est ce qu’on appelle la limite de Hayflick. Par ailleurs ce nombre peut varier en fonction de l’âge et des espèces, par exemple les fibroblastes de fœtus ont 50 cycles, ceux de l’adulte 40 et ceux d’un homme de 80 ans 30 cycles seulement.

On observe au cours de ce processus des changements morphologiques minimes avec une augmentation du volume et une modification de la morphologie des cellules, de nombreux lysosomes avec une activité β-galactosidase acide, de nombreux dommages à l’ADN et une augmentation de p53 et p21, qui entraîne une inhibition de CD4, la cycline D et donc de PRB, ce qui va bloquer la cellule en G1. Deux types de sénescence seront détaillés : la sénescence intrinsèque = sénescence cellulaire ou réplicative et la sénescence extrinsèque.

SENESCENCE INTRINSEQUE

Au début des années 90, un lien est fait entre la limite de Hayflick et la longueur des télomères. Ces télomères sont des composés de centaines d’éléments nucléotidiques répétitifs placés en tandem dans les régions terminales de chaque chromosome. Ils ont un rôle de protection, ils ne codent pour aucune protéine. La séquence télomérique se raccourcit à chaque division et sa durée de vie est d’une cinquantaine de mitoses.

Les télomères ont été mis en évidence grâce à l’hybridation in situ qui a permis de les visualiser à l’extrémité de chaque chromosome grâce à la fluorescence émise. Ainsi leur longueur, qui varie en fonction de leur âge, a pu être mesurée. Par exemple, les fibroblastes jeunes ont une longueur de 18 a 25kb tandis que des fibroblastes sénescents mesurent environ 10kb. Le nombre de divisions est donc gardé en mémoire. Leur rôle est double :

· Maintien de l’intégrité structural des chromosomes (« chapeaux qui protègent de l’érosion »), afin d’éviter toute recombinaison non homologue

· Ancrage des chromosomes à l’enveloppe nucléaire

Sur ce schéma est représenté la longueur des télomères puis le raccourcissement progressif de ceux-ci jusqu’à atteindre la limite de Hayflick qui est corrélée à une instabilité isonomique modéré. A noter que les cellules souches embryonnaires, les cellules immortelles, n’ont pas de raccourcissement de leurs télomères.

Lorsque ces télomères atteignent 4,5 kb, ils sont reconnus comme cassures de l'ADN, on a donc augmentation de p53 et p21, et il y a un arrêt du cycle cellulaire. La réduction télomérique est donc une caractéristique du vieillissement cellulaire et de la sénescence.

En résumé : si les télomères deviennent trop courts instabilité génétique protéine p53 augmente p21 augmente mort cellulaire

Pour éviter ce raccourcissement certains types cellulaires présentent des télomérases, qui servent à la duplication du brin retardé au niveau du télomère. Celles-ci allongent l’extrémité du brin parental afin que l’ADN polymérase α puisse se placer pour synthétiser le brin complémentaire.

(Animation dans le e-learning)

Comme on peut le voir ici, la télomérase fonctionne avec une amorce d’ARN complémentaire de la séquence télomérique (non codant). Si le brin d’ADN est trop court, l’ADN polymérase α ne peut pas se placer, et les télomères raccourcissent au fur et à mesure des phases S, d’où l’importance de cette télomérase. Elle possède plusieurs sous-unités dont une est catalytique, la TERT (Telomerase Reverse Tanscriptase). Celle-ci est très exprimée dans les cellules normales à très grand potentiel prolifératif (cas des cellules basales et tumorales) et est faiblement exprimée ou abstente dans les cellules à potentiel prolifératif normal, faible ou nul.

Conséquences de la sénescence : le raccourcissment des télomères induit une instabilité génétique, on diminue le nombre de cellues et/ou on altère la réponse métabolique des cellules (par exemple pour les fibroblastes âgés : ils sont beaucoup plus lâches et moins alignés : on observe un remodelage et un vieillissement tissulaire). On observe également l’expression de marqueurs différents (les noms n’ont pas été détaillés par la prof). L’organisme lutte contre la sénescence grâce à la régénération tissulaire systématique par les cellules souches tissulaires présentes dans nos organes mais, au fur et à mesure, la cellule vieillit : on a beau essayer de régénérer notre épithélium et notre derme, cela fini par ne plus être possible, ce qui est valable pour tous les organes :

· Poumon : perte d’élasticité

· Muscle squelettique : moins performant

· Tissu adipeux : perte

· La sénescence n’est pas un problème de fonctionnement mais un vieillissement progressif : il y a moins de cellules, ce qui induit une baisse du fonctionnement et entraine des pathologies du vieillissement tissulaire. Ce principe est totalement différent de l’apoptose.

Ce fonctionnement (télomères/télomérase) est globalement le même chez tous les être vivants, mais il existe de grandes différences de longévité : nous ne vieillissons pas de la même façon (les valeurs numériques ne sont pas à connaître – par exemple : espérance de vie d’une souris : 2ans, alors qu’elle possède également des télomérases ; espérance de vie d’une tortue : 200ans : comment fait-elle pour fonctionner physiologiquement de la même façon que nous mais vivre deux fois plus longtemps ?). Il s’agit d’un sujet très important dans la recherche actuelle : quels sont les facteurs (environnement, gènes,...) qui contrôlent la longévité ? Un gène de la longévité est aussi recherché.

Pas à connaître : autre questionnement en recherche : est-ce qu’un organisme (ou une cellule pour commencer) peut redevenir jeune ? L’implantation de gènes retrouvés dans l’embryogenèse (gènes de cellules pluripotentes) a montré in vitro qu’une réactivation de la genèse des fibroblastes était possible : on parvient à avoir à nouveau des fibroblastes jeunes, c’est-à-dire que les télomères ont été rallongés. Il y a donc eu une réversion de la sénescence, mais il faut toujours faire attention à ne pas induire de cancer.

Rôle dans la carcinogenèse : lors de la carcinogenèse, la longueur des télomères des cellules progénitrices est grande car il y a réparation à chaque fois (contrairement aux cellules somatiques qui ont une vie beaucoup plus courte). En effet, p53 est souvent mutée dans les cellules tumorales  réexpression des télomérases augmentation de la taille de ses télomères immortalité ; quelque soit l’origine de la sénescence (intrinsèque ou extrinsèque), on peut immortaliser une cellule. On voit donc bien que la frontière entre immortalité et cancer est ténue car, si on rend une cellule immortelle, elle devient tumorale.

SENESCENCE EXTRINSEQUE

D’autres facteurs que l’érosion des télomères conduisent à la sénescence. En effet, l’induction à la sénescence prématurée ou accélérée peut être due au stress oxydatif, aux radiations ionisantes, aux UV et à certains oncogènes et anticancéreux.

Cette diapo résume les deux voies de sénescence que nous avons vues et leurs différents activateurs.

APOPTOSE

Toutes les cellules ont la capacité d’induire un progamme intrinsèque dont l’exécution aboutit à la mort cellulaire, appelée apoptose. Cette mort programmée aboutit à une fragmentation des composants cellulaires sans dégradation de la membrane plasmique. C’est un processus physiologique normal impliqué au cours du développement embryonnaire et de l’homéostasie tissulaire chez l’adulte.

Apoptose signifie « chute des feuilles » en grec. Contrairement au vieillissement tissulaire qui est progressif (prolifération accrue, raccourcissment, vieillissement), l’apoptose est présente dès le départ : les cellules ne vivent que parce qu’elles résistent à l’apoptose (une feuille qui pousse sur un arbre ne tombe pas par accident : sa chute est programmée ; de la même façon, quand un être humain naît, il est programmé pour mourir au niveau cellulaire).

L’apoptose permet l’élimination de toutes les cellules excédentaires : c’est par exemple grâce à ce processus que nous avons des mains et non des palettes (mort des cellules dans les tissus interdigitaux à partir de 12 semaines et demie de grossesse). Au départ, notre corps présente donc pleins de cellules excédentaires, et celle qui n’ont pas le signal de survie meurent :

· Cellules sanguines : chez l’adulte, perte de 5xcellules par jour pour compenser leur surproduction dans la moelle osseuse : ces cellules sont fabriquées en continue, on ne les garde qu’en cas de besoin (elles expriment à ce moment un signal de survie)

· Cellules nerveuses : production en continue, seules celles exprimant le facteur de survie ne meurent pas ; importance dans la maladie d’Alzheimer où il y a un excès d’apoptose : l’objevtif d’une thérapeutique serait de contrôler ces apoptoses, donc de trouver le facteur de survie

· Répertoire immunitaire : la maturation des lymphocytes T a lieu dans le thymus, s’ils reconnaissent le soi, ils entrent en apoptose

De même, si une molécule est endommagée ou potentiellement dangereuse, elle entre en apoptose.

Caractérisiques biochimiques de l’apoptose :

· Perte de l’asymétrie de la membrane plasmique avec externalisation des phosphatidylsérines

· Rupture de la membrane externe de la mitochondrie, avec l’ouverture des pores mitochondriaux et donc la libération des facteurs apoptotiques séquestrés dans la matrice comme le cytochrome C, des procaspases ou le facteur AIF (Apoptosis Inducing Factor)

· Activation de nombreuses enzymes induisant la fragmentation de l’ADN et des protéines

La morphologie de la cellule apoptotique correspond à une rétraction progressive de la cellule avec condensation de la chromatine et du cytoplasme suivie d’une fragmentation caractéristique de l’ADN aboutissant à la production de fragments cellulaires ou corps apoptotiques. Les organites intracellulaires contenus dans ces corps sont structurellement intacts. Ils sont ensuite phagocytés par les macrophages ou autres cellules sans provoquer de réponse inflammatoire.

Visualisation de l’apoptose :

· En utilisant la coloration DAPI = intercallant fluorescent naturellement : visualisation au microscope à fluorescence du noyau des cellules en bleu ; si le noyau est désintégré (donc que la cellule est en apoptose), on voit des petits fragments de noyau

· Grâce aux phosphatidylsérines, qui se situent normalement du côté interne de la membrane plasmique ; s’il y a apoptose, elles remontent à a surface par des mécanismes de flip-flop où l’annexine, qui a une affinité particulière pour les phosphatidylsérines, peut s’y fixer. Il suffit alors de coupler l’annexine à un fluorochrome pour visualiser une cellule en apoptose (au microscope à fluorescence, on observe des cellules entourées d’un cercle vert qui correspond à la membrane plasmique)

· Fragmentation de l’ADN (partie qui, d’après la prof, est parfaite pour des questions d’exam) : lors de l’apoptose, l’ADN va être coupé de façon très méticuleuse par des CAD (= Caspase Activated Endonuclease), qui va sectionner l’ADN entre les nucléosomes obtention de fragments bien identifiés avec des tailles moléculaires bien définies ;

Si on effectue une électrophorèse sur gel d’agarose d’une cellule en apoptose (les fragments les plus petits descendent le plus bas, l’ADN compacté avec une masse moléculaire importante reste en haut), on obtient donc une échelle d’ADN ; au contraire, s’il s’agit d’une nécrose, la cellule a complètement explosé : il n’y a pas d’échelle visible

A. Cellule normale, ADN intact (non fragmenté donc haut poids moléculaire : ne migre pas)

B. Cellule apoptotique, ADN fragmenté échelle d’ADN

C. Cellule nécrotique, ADN dégradé car la cellule a explosée pas d’échelle d’ADN visible

· Technique TUNEL : l’ADN est fragmenté en laissant les extrémités 3’OH libres, et un transférase va transférer un désoxyribonucléotide marqué, ce qui va permettre de visualiser l’ADN fragmenté. Quand on visualise les palettes (donc les futures mains), on voit que toutes les cellules interdigitales expriment ce fluorochrome : c’est un signe que l’ADN a été fragmenté, donc que ces cellules sont entrées en apoptose.

VOIE INTRINSEQUE

L’apoptose peut être insuite par des signaux exterieurs qui indiquent que la cellule doit se mettre en apopotose, par exemple des inhibiteurs de protéine kinase ou phosphatase, stress oxydatif, irradiation… pouvant affecter l’ADN et activer la cascasde p53. L’intégration de ces signaux provoque des changements intracellulaires en particulier au niveau de la mitochondrie, cette dernière ayant un rôle central dans la transmission du signal apoptotique. Il existe une famille de gènes qui code pour la régulation apoptotique de la mitochondrie, comptant une vingtaine de membres, qu’on classe en deux groupes : les protéines anti-apoptotiques comme Bcl2 ou Bcl-XL, et pro-apoptotiques comme Bax, Bid et Bak.

Schéma détaillant le rôle de Bax dans la libération du cytochrome C.

Sous l’action d’un signal cette protéine cytosolique change de conformation et s’insère dans la membrane externe mitochondrial pour constituer un port permettant la fuite du cytochrome C dans le cytosol. Si Bcl2 est en plus grandes quantités elle bloque la sortie du cytochrome C en empêchant l’homodimérisation de Bax.

La libération du cytochrome C va induire la formation de l’apoptosome. En effet, il y a recrutement par la protéine APAF1 (Apoptosis Protein Activating Factor 1) du cytochrome C et changement de conformation, rendant ainsi disponible son domaine CARD (Caspase Recriutement Domain). On a ainsi un recrutement des procaspases 9 au niveau des CARD qui sont dites initiatrices. Ensuite, on a activation des caspases 3 et 7 qui sont dites effectrices, qui vont intervenir dans la dégradation directe de nombreux substrats cellulaires, comme les lamines nucléaires ou les microtubules, ce qui va affecter l’activité de certaines protéines conduisant à la fragmentation de l’ADN, la destruction du cytosquelette et la fragmentation nucléaire et cellulaire. Ces caspases vont aussi inactiver un inhibiteur de l’apoptose, l’ICAD, qui entraîne la dégradation de la chromatine, d’où la fragmentation nucléaire et l’échelle de l’ADN.

On trouve aussi des ihibiteurs de caspases, les IAP (Inhibitors of APoptosis), qui empêchent le clivage des procaspases par liaison compétitive. Il y a 8 membres qui possèdent des fonctions directes et qui ont une spécificité de liaison aux différentes caspases.

VOIE EXTRINSEQUE

L’apoptose peut également être induite par fixation d’une famille de ligands type ligands Fas ou TNF sur des récepteurs homologues, Fas récepteur ou TNF récepteur. Dans le cas du Fas, sa fixation sur le récepteur induit une trimérisation de celui-ci, ce qui permet une liaison de la protéine FADD (Fas Associated Death Domain). FADD se lie au domaine intracellulaire ou domaine de mort (DD). Elle s’associe ensuite à une proenzyme, la procaspase 8 qui est inhitiatrice, elle permet le recrutement des autres caspases effectrices (responsables en majeur partie de la dégradation cellulaire observé dans l’apoptose), et est impliquées dans le phénomène de mort cellulaire.

Ceci est résumé dans le schéma suivant :

On peut récapituler ce qu’on a vu de l’apoptose dans ce schéma :

Les deux voies ont une activation cellulaire similaire ; que ce soient les signaux de mort cellulaire ou les signaux de stress cellulaire, ils activent une caspase initiatrice (8 et 10 pour la voie extrinsèque ou 9 pour l’intrinsèque) grâce à une molécule adaptatrice (FADD ou APAF1), conduisant à l’activation des caspases effectrices 3 et 7. Il existe des voies alternes, comme celle passant par Bid. En effet, lors de l’activation de Fas, Bid est clivé par la caspase 8, et sa forme tronquée va se transloquer sur la membrane mitochondriale et facilitera l’adressage de Bax à cette dernière. On voit également qu’il existe des inhibiteurs de ces voies comme la Survivine, Bcl-2, Bcl-Xl, c-IAP1,2 ou XIAP.

MECANISMES MOLECULAIRE DE L’APOPTOSE :

PHASE D’INDUCTION : (Pourquoi une cellule rentre en apoptose ?)

Si il y a une absence de signaux de survies la cellule meurt, on doit maintenir la cellule en vie pour former un organisme et non induire sa mort.

· Privation en facteur de croissance (exemple : les facteurs de croissance NGF jouent un rôle essentiel dans la survie des neurones, si on le supprime ils meurent),

· Perte de contact avec la matrice extra cellulaire pour les cellules épithéliales. Si on détache une cellule épithéliale de sa matrice, (fibroblaste constitutive d’un tissu par ex.), elle meurt car les signaux d’adhérence sont des signaux de survies,

· Absence de signaux de survies,

· Dommage de ADN (rayon ionisant, molécules anticancéreuses, infections virales : voie extrinsèque),

· Signaux de mort (molécules présentes pour induire la mort (Fad : dimère inhibe la mort alors que les trimères active l’apoptose) : 16 ligands de la famille des TNF : TNFα, FasL (Fas ligand), Trad, …

Les récepteurs au TNF (exprimé par de très nombreuses cellules) : si liaison récepteur ligand alors déclenchement de l’apoptose.

Domaine de mort cellulaire : DD

Exemple couple Fas/FasL

Permet à toutes les cellules de rentrées en apoptose. Beaucoup de cellules, les Lymphocytes T, Lymphocyte Killer (peu importe la nature du lymphocyte T) portent le FasL. Sur les cellules tumorales, cellules endommagées, les lymphocytes quand il y a une élimination, c’est le contact Fas/FasL qui déclenche l’apoptose.

C’est une mort programmée car la présence de Fas à la surface de la cellule est programmée.

Fas : Récepteur du FasL si liaison Fas/FasL, la cellule rentre en apoptose. Très peu de cellules expriment le FasL alors que toutes les cellules expriment Fas (en effet toutes les cellules sont susceptibles de mourir mais très peu de cellule ont le pouvoir de donner la mort).

L’homéostasie du système immunitaire est très impliquée dans les maladies auto-immunes : si absence de reconnaissance pour éliminer les lymphocytes qui reconnaissent le « SOI » cela déclenche une maladie auto-immune. Exemple pas à savoir pour ce cours : mutation du Fas, absence d’interaction Fas/FasL donc pas de mort cellulaire.

Phase d’induction : c’est soit un passage par TNF ou Fas/FasL, soit des signaux de mort, soit des dommages à l’ADN provoqué par des médicaments, de la chimiothérapie.

PHASE D’EXECUTION

Implique souvent la mitochondrie : Perturbation du fonctionnement mitochondrial : arrêt du transport, arrêt de la phosphorylation oxydative pour la production d’ATP (complexe I II III IV, ubiquinone et le cytochrome C.) Le cytochrome C est une molécule qui se déplace entre les complexes, s’il sort de la mitochondrie, il a un rôle dans l’entrée en apoptose de la cellule. Certaines molécules peuvent avoir des rôles complètement différents (cf cours métastase : ß caténine molécule d’adhérence mais aussi cofacteur de transcription lors de certaines pathologies.)

Le cytochrome C sort de la mitochondrie grâce à des molécules de la famille des Bcl (avec différents domaines dont certains récurrents mais ils ne sont pas à savoir), certaines sont pro-apoptotique : Bak, Bax ; et d’autre anti-apoptotique : Bcl2 ; BH123

Les molécules de la famille des Bcl sont au carrefour de l’apoptose, elles sont donc ciblées en cancérologie : vise les molécules anti apoptotique (lutte contre Bcl2 pour engendrer l’apoptose) ; dans la maladie d’Alzheimer on lutte contre les molécules pro-apoptotiques.

Amène un équilibre entre l’apoptose et la survie.

Exemple de Bcl2 / Bax :

Bcl-2 est sur le RE, l’enveloppe nucléaire et sur la face cytoplasmique de la membrane externe mitochondriale où elle exerce (permet d’empêcher la sortie du cytochrome C en empêchant Bax de former un canal quand elle est activée donc Bcl 2 empêche l’apoptose. Si Bax est sur la membrane interne, le cytochrome C se retrouverait dans l’espace intermembranaire). Lors d’un signal de mort (attention c’est différent de la mort cellulaire), toxine, dommage de l’ADN, Bax qui est dans le cytoplasme vient se fixée sur la membrane externe de la mitochondrie, et change de conformation pour former un canal.

(Si en chimiothérapie il y a trop de Bcl2, traitement inutile car l’apoptose est inhibée.)

Le rôle du cytochrome c a été découvert grâce à une modification du gène pour le rendre fluorescent puis observer son évolution dans la cellule.

Vidéo supplémentaire 1 du e-learning.

La sortie du cytochrome C est inutile s’il ne se lie pas avec Apaf1 pour former l’apoptosome : Cytochrome C relargué dans le cytoplasme à signal pro-apoptotique, entraine l’activation des caspases 9 explique pourquoi le cytosquelette est dégrader pendant l’apoptose en activant la caspase 3 (donc il existe des procaspases)

Pour montrer le rôle de l’Apaf1 : expérience sur des souris « Knock Out » retire les gènes codant pour Apaf 1. On observe une absence d’apoptose.

PHASE DE DEGRADATION

On fait agir les caspases (Cystéine Aspartate specific protease, donné en indication mais il ne faut pas le savoir) donc elles coupent au niveau des aspartates. Elles ont 70 substrats, (découvert chez un ver de terre, 131 cellules survivent sur 10090). Au cours de notre vie on a beaucoup plus de cellules mortes que de cellules vivantes ce qui est dû à la formation des formes du corps, « votre intelligence éventuelle », ...

Analogue de Ced-3, les caspases sont sous formes inactives (meilleures formes pour pouvoir les contrôler), il faut cliver le prodomaine pour permettre leur activation. Le problème c’est qu’il faut quelque chose qui soit capable d’activer la caspase, et cette molécule qui active possède des inhibiteurs, ce qui entraine une grande complexité : activation par d’autres caspases qui ont leurs inhibiteurs.

En ce qui nous concerne, il y a 14 caspases : initiatrices (caspase 8,10) dans la phase d’exécution (caspase 3,6,7,9) (la prof a dit induction a l’orale mais elle a dû se tromper sur les diapos c’était dans la phase d’exécution), effectrices dans la phase de destruction qui dégrade le cytosquelette. Cela montre que la même famille d’enzyme peut avoir des rôles complétement différents selon leur phase d’action.

Bid (membre de la famille de Bcl2) permet à la voie extrinsèque de rejoindre la voie intrinsèque (passe par la mitochondrie). La mitochondrie par l’intermédiaire du cytochrome c est donc impliquée dans la voie intrinsèque et extrinsèque.

Phase de dégradation

Phase initiation : voie extrinsèque (exemple FasL)

Voie intrinsèque

Phase execution

Vidéo supplémentaire 2 du e-learning.

Il existe des inhibiteurs d’inhibiteurs, ils ont donc un rôle d’activateur de l’apoptose, ce qui permet de remonter d’un niveau pour avoir une action sur les facteurs de survie.

LES FACTEURS DE SURVIE

Les cellules sont dépendantes de facteurs de survie, de facteurs de croissance, ou de contacts cellulaires.

(50% des neurones meurent par apoptose, les neurones survivants ont reçus un message des cellules avoisinantes)

Voie de signalisation :

Possibilité d’augmenter la production de Bcl2 (active la transcription de Bcl2) ce qui permet d’inhiber Bax donc d’inhiber l’apoptose.

Inactivation de protéine pro-apoptotique BH3 : On phosphoryle un Bad (qui inactive Bcl-2 a l’état déphosphorylé) pour le rendre inactif et ainsi permettre l’activité de Bcl-2 et donc d’inhiber l’apoptose.

Inactivation des inhibiteurs d’inhibiteur : On phosphoryle Diablo (inhibiteur des IAPS) pour le rendre inactif et ainsi renforcer l’activité des IAPS donc blocage de l’apoptose.

On a découvert ces mécanismes grâce à des expériences.

Remarque : on active ou inactive les molécules toujours en les phosphorylant ou en les déphosphorylant (exemple : la caténine se dégrade ou non selon l’acide aminé phosphorylé).

Diablo inactif

Diablo actif

Bcl2

IAP 1

Bad inactif

Bcl2

DEREGULATION DE L’APOPTOSE

Des anomalies des mécanismes d’apoptose seraient à l’origine de nombreuses pathologies.

Il y a une stimulation anormale de l’apoptose dans les maladies d’Alzheimer, de Parkinson, ainsi que dans la sclérose latérale amyotrophique, l’infarctus du myocarde…

En thérapeutique : on essaie d’inhiber l’apoptose en activant les inhibiteurs des caspases.

En cancérologie, des cellules résistent à la chimiothérapie et à l’apoptose : inactivation de Bcl2, mutation de p53 (si elle est muté elle empêchent la sénescence donc immortalise en remettant des télomères, alors que p53 normal amène au vieillissement)

Absence d’apoptose des cellules immunitaires capables de reconnaitre les cellules du soi dans les maladies auto-immunes.

Bcl2 est au centre des mécanismes de l’apoptose.

La mise en place des stratégies thérapeutiques est basée sur :

- L’activation des récepteurs membranaires à domaine de mort (Fas)

- L’Inhibition des voies limitant l’apoptose et passant par Bcl-2

- Activation de l’apoptose par de nombreux anti-cancéreux ≪ classiques ≫ (chimiothérapie classique, rayons ionisants...)

REPONSES : BD

REPONSES : ABC

REPONSES : AD

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