BICH 4943 Thèmes choisis
APOPTOSEAspects moléculaires et
cellulaires
2008 Apoptose Diapo 2
Généralités
2008 Apoptose Diapo 3
Importance physiologique
Développement Formation des membres Neurones du systèmes nerveux
Contrôle des populations cellulaires Nombre Types
Elimination de cellules trop endommagées Radiations ionisantes Produits toxiques Infection virale
2008 Apoptose Diapo 4
Apoptose vs nécrose
Apoptose Nécrose
Processus Controlé "spontané"
Relargage des
enzymes
Détruites ou inactives
intactes
Dommages + Inflammation
Non (vésicules avec membranes)
Oui (relargage direct)
2008 Apoptose Diapo 5
Description générale
Affaiblissement des membranes
Rétrécissement du cytoplasme Bris du cytosquelette
Condensation du noyau et fragmentation de l'ADN
Dégradation des protéines structurales et autres: caspases (protéases à cys lysant à des résidus asp)
Bullage des membranes ("blebbing")
Détachement de vésicules (corps apoptotiques)
Etape finale: phagocytose des vésicules
2008 Apoptose Diapo 6
Phases cellulaires de l'apoptose
2008 Apoptose Diapo 7
Bullage
2008 Apoptose Diapo 8
Fragmentation de l'ADN
Non fragmenté
Etalons
2008 Apoptose Diapo 9
Stage final: phagocytose
Phagocytose
Phosphatidylsérine à la surface externe des
membranes des vésicules
Pas d'inflammation
2008 Apoptose Diapo 10
Régulation moléculaire: généralités
Phénomène très régulé et complexe Effecteurs pro-apoptotiques Effecteurs anti-apoptotiques
Caspases: protéases à cys qui agissent en cascade régulatoire et de dégradation
Régulation Intrinsèque: signaux internes (voie mitochondriale) Extrinsèque: signaux externes (transduction directe ou
voie signalétique) Induite par AIF (sans caspase)
2008 Apoptose Diapo 11
Principe de base
Normalement équilibre entre facteurs
Anti-apoptotiques (Bcl-2 et Bcl-xL) Homodimères (surface des mitochondries) Membrane mitochondriale stable
Pro-apoptotiques (BAD, BAX, BID, BAK) si homodimères => membrane miochondriale
externe est instable et se perfore => fuite de protéines de EIM
Surplus d'anti => pro ne se dimérisent pas
2008 Apoptose Diapo 12
Induction de l'apoptose
StressStress
Facteurs anti-apoptotiques(Bcl-2, IAPS)
Apoptose
Voies de régulation de
l'apoptose
Facteurs pro-apoptotiques(BAD, BAX,
caspases)
Facteurs trophiques
2008 Apoptose Diapo 13
Voie mitochondriale
Cellule normale: Bcl-2
Famille de facteurs pro/anti-apoptique
Normalement présente
transmembranaire de la membrane mitochondriale externe
inhibe apoptose
Normalement surplus de facteurs anti-apop => dimères Déficit de facteurs pro-apop => monomères
2008 Apoptose Diapo 14
Voie mitochondriale: déclenchement
Dommage interne à la cellule: Bad et BaxChoc thermique
Stress oxydatif
Etc
Migrent à la surface mitochondrie
Lient Bcl2: perd son effet protecteur
Causent des perforations à la surface de la mitochondrie: protéines de l'EIM -> cytoplasme Cyt C SMAC
2008 Apoptose Diapo 15
Voie mitochondriale: apoptosome
Cyt C se lie sur Apaf-1 ("apoptotic protease activating factor-1")
Complexes Cyt C- Apaf-1 forment des aggrégats structurés (avec dATP) de 7 unités
= apoptosomes activent procaspase 9-> caspase-9
2008 Apoptose Diapo 16
2008 Apoptose Diapo 17
Voie mitochondriale: caspases
Apoptosomes
procaspase-9 (inactive)=> caspase-9 (active)
Caspase-9 hydrolyse et activent caspase-3 et -7
Caspases -3 et 7: protéines "exécutrices" hydrolysent protéines Cascade d'activités protéolytiques (caspases et autres)
—Dégradation du csq + autres structures cellulaires
Nucléolyse (fragmentation ADN)
2008 Apoptose Diapo 18
Voie mitochondriale: SMAC
SMACs: "second mitochondria-derived activator of caspases")
Normalement mitochondriale (EIM)
Diffusent dans cytoplasme par pores (MAC)
Lient IAPs ("inhibitor of apoptosis proteins")
IAPs => inactives Cesse d'inhiber caspase-9,-7 et -3
2008 Apoptose Diapo 19
Voie signalétique
Récepteurs TNFR à la surface des cellules TNFR ("tumour necrosis factor receptor") Lient TNF (cytokine, libérée par macrophages)
—Signal externe (facteur
Récepteurs FAS à la surface des cellules FAS Lient FASL (FAS ligand)
2008 Apoptose Diapo 20
Voie signalétique TNFR
2008 Apoptose Diapo 21
Voie signalétique TNF
TNF lie TNFR1
Complexe TNF-TNFR1 active TRADD
TRADD active FADD
FADD active pro-caspase-8 -> caspase 8
Caspase 8 active les protéassses apoptotiques
2008 Apoptose Diapo 22
Voie signalétique FAS
2008 Apoptose Diapo 23
Voie signalétique FAS
FASL lie FAS
FAS active FADD
FADD active caspase-8
Caspase-8 induit la cascade protéolytique de l'apoptose
2008 Apoptose Diapo 24
Voie sans caspase
AIF ("Apoptosis incuding factor")
Normalement espace intermembranaire mitochondries
Signal de déclenchement d'apoptose
AIF libéré dans le cytoplasme -> noyau -> lie ADN
Induit la destruction de l'ADN (et mort cellulaire)
Surtout neurones
2008 Apoptose Diapo 25
Pathologie et dérèglements physiologiques
Cancer
Autoimmunité
Infections virales (SIDA)
2008 Apoptose Diapo 26
Liens
http://stke.sciencemag.org/content/vol2007/issue380/images/data/tr1/DC1/Apoptosis_WEHI.mov
http://www.sgul.ac.uk/depts/immunology/~dash/apoptosis/mito.htm