L`apoptose

1
L'apoptose
I) Introduction
1) La nécrose
2) L’apoptose
II) Changement structuraux de l’apoptose
1) Mise en évidence des cellules apoptotiques
1) Techniques morphologiques standards
2) Cytométrie en flux
3) Marquage des coupures d’ADN par la terminale transférase
2) Evénements morphologiques tardifs
2.1) Au niveau du cytoplasme
2.2) Au niveau du noyau
2.3) La phagocytose
3) Induction de l’apoptose par les agents externes ou des extraits cellulaires
3.1) Expérience avec des extraits cytoplasmiques
3.2) Induction de l’apoptose par Fas-L
3.3) Rôle des mitochondries dans l’apoptose
III) Activation des mécanismes biochimiques
1) Les protéases
2) Les DNAses
3) Modification de la surface cellulaire
IV) Régulation de l’apoptose : signaux et effecteurs
1) Différents facteurs
2) Contrôle de l’apoptose
2.1) Gènes suppresseurs de l’apoptose
2.2) Gènes activateurs

2
I) Introduction
- Il existe deux modes de mort cellulaire : la nécrose et l’apoptose.
1) La nécrose
- La nécrose, accidentelle, survient suite à un dommage causé aux membranes cellulaires ou
aux activités biologiques.
- La nécrose concerne un groupe de cellules et occasionne des effets sur l’organisme entier,
par la libération du contenu cellulaire dans l’espace intercellulaire : réaction inflammatoire.
2) L’apoptose
- L’apoptose est une mort cellulaire programmée.
- L’apoptose est un ensemble de processus qui touche les cellules individuellement.
- Elle s’accompagne de transformations morphologiques modifiant la forme et l’organisation
des structures internes.
- L’apoptose se déroule en trois phases : induction, phase effectrice, dégradation.
II) Changement structuraux de l’apoptose
1) Mise en évidence des cellules apoptotiques
1) Techniques morphologiques standards
- Au microscope optique :
Par coloration à l’hématoxyline – éosine et fluorochromes, les cellules paraissent plus denses
avec des noyaux comportant des mottes très colorées.
- Au microscope électronique :
Le marquage en surface à l’aide de particules métalliques met en évidence de petits
bourgeonnements qui émergent de la surface et un gonflement des mitochondries.
Caractéristiques morphologiques de la cellule apoptotique :
- Elles ont un volume plus petit.
- Le matériel chromatinien est sous forme de masses colorées isolées.
- Il existe de nombreux bourgeonnements de la membrane cellulaire.
2) Cytométrie en flux
- La cytométrie est une méthode de fractionnement cellulaire qui utilise des techniques de
coloration de la cellule permettant de différencier les stades du cycle cellulaire.
- En cas d’apoptose, il existe un pic supplémentaire, avant G1 et plus petit que G1.
G1 G2
Nb de cellules
Cellules apoptotiques

3
3) Marquage des coupures d’ADN par la terminale transférase
Principe :
- L’ADN est le siège de coupures qui surviennent tardivement et qui peuvent être mises en
évidence par marquage.
- La purification et le fractionnement mettent en évidence des oligomères de nucléosomes,
caractéristiques de l’apoptose.
2) Evénements morphologiques tardifs
Le premier événement est la perte des contacts avec les cellules voisines. La cellule prend un
aspect arrondi. Il y a modification des interactions via les récepteurs membranaires.
2.1) Au niveau du cytoplasme :
- Diminution de volume cellulaire : l’apoptose induit une compaction globale.
- Réorganisation du cytosquelette, ainsi qu’une activité RNAsique tardive et des mécanismes
de protéolyse.
- Dans la mitochondrie, il y a formation de pores.
2.2) Au niveau du noyau :
- La chromatine se condense et se localise en périphérie du noyau.
- La lamina nucléaire est dissociée, dépolymérisée, puis protéolysée.
- L’ADN inter nucléosomique est coupé.
- Puis, le noyau se fragmente en morceaux entourés de membrane.
- Disparition de centres fibrillaires des nucléoles.
2.3) La phagocytose
- La cellule entière se retrouve sous forme de nombreux fragments ou corps apoptotiques qui
seront phagocytés.
- L’apoptose touche des cellules isolées et préserve l’architecture tissulaire.
3) Induction de l’apoptose par des extraits cellulaires ou des agents externes
3.1) Expérience avec des extraits cytoplasmiques
- La programmation de la mort cellulaire s’accompagne de la synthèse de facteurs
intracellulaires que l'on retrouve dans les extraits protéiques cytoplasmiques S / M.
3.2) Induction de l’apoptose par Fas-L
- Fas est une protéine membranaire qui appartient à la famille des récepteurs au TNF, et est
présente à la surface de nombreuses cellules comme les thymocytes ou les hépatocytes.
- L’injection de Fas-L (le ligand de Fas) ou l'exposition de cellules en culture à des anticorps
dirigés contre le récepteur, induit massivement l’apoptose.

4
3.3) Rôle des mitochondries dans l’apoptose
- Les remaniements structuraux de la membrane interne entraînent une perte de l’étanchéité de
la membrane et par conséquent, la perte du gradient électrochimique des protons.
- Les éléments membranaires sont relargués et notamment le cytochrome c et la
phosphorylation oxydative ne se fait plus ; il y a fuite de Ca2+ qui induit l'activation des
caspases.
III) Activation des mécanismes biochimiques
1) Les protéases
- L’action des protéases précède celles des DNAses.
- La polyADP ribosylpolymérase (PARP), enzyme de réparation, est la première cible de la
caspase 3.
- Les caspases regroupent une dizaine de protéases synthétisées sous forme inactive qui
fonctionnent en cascade d’autoactivation.
- Les cibles des caspases sont : l’histone H1, l’actine, la kératine, la lamine, les enzymes du
métabolisme de l’ADN ou de l’ARN, Rb, les cyclines de cycle cellulaire.
2) Les DNAses
Les DNAses sont présentes dans le noyau et le cytoplasme. Leur activation suit celle des
caspases et certaines DNAses sont activées par les caspases.

5
3) Modification de la surface cellulaire
Le premier événement est une perte de l’asymétrie de la composition en phospholipides de la
membrane, qui est liée à l’activité des caspases. Elle entraîne la reconnaissance par les
cellules voisines
IV) Régulation de l’apoptose : signaux et effecteurs
1) Différents facteurs
Activateurs
Inhibiteurs
Absence de facteurs de croissance, tels que
NFG, FGF, CSF
Présence de facteurs de croissance, tels que
NFG, FGF, CSF
Absence des hormones
Les hormones, comme ACTH, oestrogènes,
androgènes
Famille du TNF
Les cytokines, comme IL2, 4 et 5
Le facteur de transcription AP-1
Le facteur de transcription NFKB
Les glucocorticoïdes, le Ca, les rétinoïdes, le
NO
Les éléments de la matrice extra cellulaire
2) Contrôle de l’apoptose
2.1) Gènes suppresseurs de l’apoptose
- Le gène Bcl 2 est un gène suppresseur qui empêche l’apoptose induite par divers
mécanismes : irradiation, glucocorticoïdes, anticorps anti CD3 dans le thymocyte.
- Ainsi, dans certaines cellules cancéreuses, le gène Bcl 2 est surexprimé et les cellules
échappent à la mort cellulaire.
- La tyrosine kinase abl peut empêcher l’apoptose induite par la déplétion en facteurs de
croissance.
2.2) Gènes activateurs
- ICE (interleukin 1  conversion enzyme) est inhibée par Bcl 2.
- Myc induit l’apoptose.
- P 53 bloque le cycle en G0 et entraîne l’apoptose.