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Biologie cellulaire 17/04/2017 MOLY Cécilia MOULIE Laetitia p7 Régénération et différenciation terminale des sanguines : hématopoïèse (moelle osseuse hématogène) cellules La seule véritable cellule souche, dont le développement a lieu pendant la vie embryonnaire, est la cellule souche multipotente. p8 Prolifération et différenciation terminale lymphocytaire B A la sortie de la moelle, les lymphocytes B sont encore capables de multiplier et de se différencier. Le plasmocyte est le stade ultime du programme de différenciation des lymphocytes B. Ce qui induit la prolifération est le contact avec un antigène spécifique. Il existe des mécanismes plus ou moins similaires pour les lymphocytes T. Les monocytes se transforment en macrophages après stimulation. La stimulation induit les étapes de différenciation. p9 DIFFERENCIATION TERMINALE ET EXPRESSION GENIQUE FONCTIONNELLE Une cellule à un stade de différenciation donné reste sensible à des stimuli qui provoquent une modulation de l’expression génique (parmi les gènes « exprimables » par la cellule différenciée). Les stimuli sont spécifiques aux cellules, en fonction des récepteurs qu’elles expriment. L’œuf est une cellule totipotente, c'est-à-dire qu’elle peut donner naissance à toutes les lignées cellulaires. Il existe en fait autant de cellules souches que de lignées cellulaires. Les cellules précurseurs déterminées assurent le renouvellement des lignées cellulaires. Elles peuvent être mono ou multipotentes. Dès leur mise en place dans le tissu embryonnaire, elles commencent à exprimer le programme de différenciation terminale. Il existe des lignées pour lesquelles il n’y a pas de cellule souche capable d’assurer le renouvellement : on parle de cellules post-mitotiques (tissus nerveux et myocardique). Cependant de nouvelles recherches permettent la mise en évidence de cellules ayant la capacité de proliférer et de remplacer certaines lignées cellulaires neuronales. p10 REGENERATION TISSULAIRE EVENEMENTS PATHOLOGIQUES CONSECUTIVE A DES Les tissus capables de se régénérer physiologiquement sont capables de se régénérer après un processus pathologique. Processus de régénération parfaite ( = restitutio ad integrum) intégrité totale de la structure tissulaire. p11 PROLIFERATION ET DIFFERENCIATION TISSULAIRE EN PATHOLOGIE Transdifférenciation = métaplasie tissulaire Expression par une cellule fille d’un programme de différenciation normalement non exprimé dans le tissu métaplasie tissulaire. Exemple : leucoplasie : un tissu malpighien kératinisé apparaît dans la bouche suite aux frottements d’un appareil dentaire. Les tissus métaplasiques sont souvent le siège d’une transformation cancéreuse. Biologie cellulaire 17/04/2017 MOLY Cécilia MOULIE Laetitia Rupture de l’équilibre entre prolifération et différenciation, troubles de l’homéostasie tissulaire Anomalies diverses L’hyperplasie touche le tissu alors que l’hypertrophie touche l’organe. Les problèmes de différenciation sont liés à une expression anormale du programme de différenciation normal. Exemple : le psoriasis : c’est une hyperprolifération cellulaire couplée à une différenciation accélérée (comme si on prend une partition de musique et qu’on la joue beaucoup plus vite : le morceau reste le même, seul le rythme est touché). Tumeurs bénignes Les tumeurs bénignes sont très fréquentes et très variées. Elles refoulent les autres tissus, elles ne les envahissent pas et elles ne les détruisent pas non plus. Elles sont composées de cellules qui ressemblent à des cellules normales (elles ont un programme de différenciation presque normal). Une tumeur est dite bénigne sur le plan biologique car il n’y a ni destruction ni envahissement des autres organes. La bénignité sur le plan clinique est une notion différente qui est définie par la localisation de la tumeur. Exemple : une tumeur « bénigne » (biologiquement) du tronc cérébral peut tuer en quelques semaines. Cancers Ils sont caractérisés par la présence de tumeurs malignes. Les tumeurs malignes détruisent et envahissent les autres tissus. Elles donnent également des métastases (établissement à distance d’un clone de cellules tumorales). Une tumeur biologiquement maligne peut être cliniquement bénigne. Exemple : une tumeur cutané maligne repérée précocément. p12 Suite Photo b Carcinome broncho alvéolaire mucisécrétant : il résulte de l’envahissement des alvéoles pulmonaires par des cellules mucisécrétantes. Ces cellules expriment un programme de différenciation normal mais à un endroit inapproprié. pas d’hématose dans les alvéoles concernées. Photo a Expression homogène d’un programme de différenciation dans des massifs cellulaires denses. Il s’agit d’un programme de différenciation incomplet morphologie cellulaire non rencontré dans les tissus normaux, ce qui rend le typage très difficile (utilisation d’anticorps). Photo c Expression hétérogène d’un programme de différenciation. C’est un carcinome épidermoïde. Il est de diagnostic rapide pour les histologistes. p13 METHODES CELLULAIRES D ETUDE DE LA DIFFERENCIATION CELLULAIRE Etude des caractéristiques morphologiques et tissulaires Biologie cellulaire 17/04/2017 MOLY Cécilia MOULIE Laetitia Etude des protéines (PROTEOME) tissulaires et cellulaires spécifiques L’analyse du protéome permet l’identification des protéines caractéristiques d’un programme de différenciation (et non des protéines de ménage). Etude par électrophorèse mono ou bidimensionnelle. On peut remonter de la protéine au gène grâce aux banques de données internationales. Possibilités d’immunolocalisation (microscopie électronique +++). Etude des ARNm (TRANSCRIPTOME) codant pour ces protéines spécifiques Cf p15 : les puces à ADN. Cf p16 : exemples des kératinocytes épidermiques. Etude des gènes codants pour ces protéines spécifiques Etude des facteurs susceptibles de moduler l’expression de ces gènes spécifiques Certains cancers (dans lesquels les cellules ne sont pas totalement différenciés) peuvent être éteints grâce à certains facteurs entraînant la différenciation terminale des cellules. p14 CULTURE CELLULAIRE Il est possible de cultiver les grands types cellulaires (après de nombreux essais de milieux de culture adéquats). Primoculture Tissu vivant 1ère culture. Subculture 1ère culture 2ème culture (en nombre plus restreint). Nombre limirté (prolifération limitée elle dépend de l’^ge du doonnaur). Au bout de qulques moins de subculture successives le potentioel de prolifératio diminue puis s’éteint, ce qui démontre bien que les capacités de prolifération son limitées (25 à 40 cycles environ, en fonction de l’âge du donneur). Milieux de culture Sérum de veau (méthode emppirique et ancienne). Milieux synthétiques (de compiosition connue). p15 ANALYSE DU TRANSCRIPTOME : PUCES A ADN Les puces à ADN : Ont une taille comprise entre celle d’un timbre-poste et celle d’une lame histologique. Peuvent aujourd’hui porter 20 – 25 000 gènes reflet exact du génome humain (avant même qu’il ne soit totalement décrypté). Connaissent un développement très rapide. Font l’objet d’une analyse informatique à l’aide de logiciels très puissants. Les puces à ADN sont les cibles des ADNc (sondes) extraits de la cellule. Ces ADNc sont marqués radioactivement. Dépôt des séquences d’oligodésoxynucléotides repésentatives d’un gène donné sur la grille de la puce à ADN. Interaction ADNc/puce à ADN hybridation fonction du transcriptome. Biologie cellulaire 17/04/2017 MOLY Cécilia MOULIE Laetitia p16 Exemple des kératinocytes épidermiques Tri cellulaire : cytométrie de flux (anticorps spécifiques des différents types cellulaires et qui fluorescent dans des longueurs d’ondes différentes. Les deux ensembles de gènes des kératinocytes granuleux et épineux sont partiellement recouvrants.
