Cancérologie 15
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Cancérologie 15 Cours du 30/09/2011 de 16h à 17h Adrien Rohmer Master Physiopathologie Antoine Molho ________________________________________________________________________________ Cancérologie Mécanismes de l’apoptose I Les notions de mort cellulaire Différents types : Evènements non génétiquement programmés : Nécrose C’est une mort cellulaire accidentelle faisant suite à une agression très violente. Elle induit une lyse cellulaire provoquant une réaction inflammatoire. On a un gonflement des organelles, puis une caryolyse et enfin une libération des enzymes lysosomales qui entraîne la rupture des membranes et la désintégration de la cellule. S’ensuit une réaction inflammatoire. Sénescence : C’est un arrêt irréversible de la prolifération cellulaire due à l’érosion des télomères. Il concerne les locus INK4a ARF INK4b 35 kb sur le chromosome 9p21. On a un épissage alternatif conduisant à l’expression de 3 gènes suppresseurs de tumeurs. Autophagie : C’est une vacuolisation d’une partie des constituants du cytoplasme . Les vacuoles sont ensuite présentées aux lysosomes puis sont dégradées. Elle peut correspondre à une adaptation de la cellule à son environnement (stress, manque nutriments… ) ou peut être utilisée pour se débarrasser de mitochondries endommagées pour ne pas qu’elles libèrent de produits oxygénés toxiques. L’autophagie dépend de la voie de signalisation mTor. Lorsqu’elle est excessive, elle conduit à la mort cellulaire. Cancéro Page 1 sur 5 Apoptose : C’est une mort cellulaire programmée qui a été décrite en 1972. Cette description a été rendue possible par l’observation de nouvelles caractéristiques morphologiques des cellules mourantes par apoptose différentes des cellules mortes par nécrose. C’est le résultat d’un programme endogène sous-jacent de mort cellulaire. Il faut un signal émis pour induire l’apoptose ! Elle est Importante lors de l’embryogénèse (disparition des tissus entre les doigts…) mais aussi pour la survie des organismes pluricellulaires. Il existe ainsi un équilibre avec la prolifération cellulaire qui permet l’homéostasie tissulaire. Elle utilise un programme génétique ciblé dans le cancer et a donc un rôle dans la cancérogénèse et dans la thérapeutique (inhibition de l’apoptose). II Caractéristiques de l’apoptose Lors de l’apoptose, on observe : Une condensation périnucléaire de la chromatine Une diminution volume cellule Une fragmentation de la cellule Une phagocytose par les macrophages Les macrophages reconnaissent les cellules apoptotiques grâce à un signal émis. 1) Modifications biochimiques de la membrane cytoplasmique : - La première étape est un bourgeonnement Puis on a une externalisation de la phosphatidylsérine qui est anionique et initialement sur le feuillet interne puis passe sur le feuillet externe. Elle est activée par une translocase et on assiste à un déplacement de la sphingomyéline dans le sens inverse. On a effectué une expérience de marquage pour reconnaître une cellule en apoptose par fixation sur la phosphatidylsérine d’une anexine 5 couplée à un fluorochrome. Cancéro Page 2 sur 5 2) Modifications au niveau de la chromatine : fragmentation de l’ADN L’ADN est digéré par des endonucléases qui le coupent en fragments de 180 à 200 paires de bases. Elles coupent entre les nucléosomes. La 2ème manière de repérer une cellule en apoptose est d’utiliser la migration des fragments d’ADN sur gel d’agarose. 3) Phagocytose des corps apoptotiques 2 étapes : reconnaissance + phagocytose III Voies de signalisation de l’apoptose 1) La voie de signalisation interne de l’apoptose 3 gènes : Ced3, 4, 9 chez le ver. 3 principaux acteurs : Caspases Ce sont des protéases à cystéine qu’on retrouve dans leur site actif. Elles clivent toujours après un acide aspartique. Au niveau de leur site actif on trouve une séquence QACXG. Les protéines cibles ont toujours un acide aspartique. On retrouve aussi des séquences de clivage chez le substrat : L/VEXD DXXD. On peut suivre l’apoptose grâce à des substrats fluorescents. Lorsqu’il est clivé, le fluorochrome migre et on peut l’observer. Inhibiteur de l’apoptose : Ac-DEVD-CHO Elles sont toujours produites sous forme inactive. Les procaspases doivent être clivées pour être activées. Cancéro Page 3 sur 5 On retrouve ensuite 2 types de caspases : - Les caspases iniatiatrices pour le signal - Les caspases effectrices pour le clivage Les caspases initiatrices ont 1 ou 2 prodomaines. Les motifs en N term concernent le recrutement. Les caspases effectrices 3, 6, 7 n’ont pas de prodomaines et leurs substrats ont un motif DXXD. Les protéines de la famille des gènes Bcl-2 Elles sont au nombre de 25 et ont un domaine de recrutement des caspases. Elles permettent l’activation en cascade des caspases. On retrouve 2 groupes : - Les protéines pro-apoptotiques : Bax - Les protéines anti-apoptotiques : Bcl-2 Elles forment une structure pour des intéractions entre les anti et les pro apoptotiques qui aboutissent à leur inhibition. Avec beaucoup de Bax, on a une inhibition de Bcl-2 et vice-versa. Cette balance est très importante pour l’apoptose Au cours de la cancéroénèse on assiste à une surexpression importante de Bcl-2. La mitochondrie C’est une bactérie ancestrale qui a colonisé une cellule pro eucaryote. La mitochondrie est devenue l’usine à ATP Elle joue un rôle important dans contrôle de l’apoptose. Elle a 2 membranes avec un espace inter membranaire dans lequel peuvent être libérés des substrats comme le cytochrome C qui induit l’apoptose. La protéine Bax ouvre le canal et Bcl-2 le ferme. On a libération du cytochrome C dans le cytoplasme qui va activer la caspase 9 qui est initiatrice et va activer les caspases 3 et 7 effectrices. Protéine adaptatrice Apaf-1 Elle correspond à l’intermédiaire entre le cytochrome C et la caspase 9. Elle a un site d’interaction avec le cytochrome C avec agrégation pour le recrutement de la procaspase 9 qui aboutit à la création de l’apoptosome. On a ensuite un clivage de protéines… Cancéro Page 4 sur 5 2) La voie extrinsèque de l’apoptose Les récepteurs à domaine de mort Ils appartiennent à la superfamille du TnfR et possèdent dans leur partie intra-cytoplasmique une région appelée domaine de mort DD. Il y recrutement des protéines FADD qui vont activer les caspases 8 et 10 initiatrices. Contrôles sur les caspases : - Bcl-2 - La protéine mitochondriale Smac/DIABLO qui inhibe les IAPs qui sont inhibitrices de l’apoptose en inhibant les caspases effectrices - Les protéines IAPs (80 acides aminés) La protéine p53 Les voies de signalisation de l’apoptose sont induites par p53. Des cascades stabilisent p53 et forment un complexe d’activation transcriptionnelle. Elles induisent ensuite l’activation de Bax qui est pro-apoptotique. On arrive à l’arrêt du cycle cellulaire et à l’apoptose. Pour la thérapeutique : Quand p53 est modifiée, résistance à l’induction de l’apoptose. Cancéro Page 5 sur 5
