V Quéré VL2 - Université de Rennes 1

REVUE
16/01/12
RELATION ENTRE METABOLISME ENERGETIQUE ,
CANCER ET VIEILLISSEMENT .
Université de Rennes 1
UFR SVE
Master Biologie Gestion
Vincent Quéré
M. Yves Le Dréan
Enseignant chercheur à
l’UMR CNRS 6026

Master Biologie Gestion - Revue - « Relation entre métabolisme énergétique, cancer, et vieillissement »
Mars 2012
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Remerciements
A M. Yves le Dréan, enseignant-chercheur à l’UMR CNRS 6026, pour son aide ainsi que ses
précieux conseils
Note des responsables du diplôme : «Le tuteur chercheur a pour rôle de conseiller
l'étudiant, l'orienter dans ses recherches bibliographiques, l'aider à comprendre les articles,
en faire une synthèse de manière logique et rigoureuse. Il ne peut vérifier toutes les citations
et interprétations de l'étudiant. Il ne peut donc s'engager vis à vis d'éventuelles erreurs ».

Master Biologie Gestion - Revue - « Relation entre métabolisme énergétique, cancer, et vieillissement »
Mars 2012
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Relation entre Métabolisme Energétique, Cancer, et
Vieillissement
V. Quéré
Master Biologie gestion, Université de Rennes 1
263 Avenue du General Leclerc 35042 Rennes cedex
Résumé
Aujourd’hui, la recherche sur le cancer et le vieillissement s’oriente vers de nouveaux horizons. Elle
est guidée par une vision plus globale des différents processus métaboliques. Siège du métabolisme
énergétique cellulaire, la mitochondrie pourrait être placée au centre de cette nouvelle vision Elle
permet la synthèse de l’adénosine-5'-triphosphate (ATP), cette molécule essentielle fournit l’énergie
nécessaire au métabolisme. Elle est impliquée dans la régulation de bon nombre de processus
moléculaires et cellulaires. En parallèle de l’ATP, la mitochondrie produit également des éléments
réactifs de l’oxygène (ROS). Selon leur concentration ils peuvent avoir des conséquences directes ou
indirectes sur l’expression ou la répression de gènes, l’inhibition ou l’activation de voies de
signalisation ou encore de la vie ou de la mort cellulaire. Ils sont impliqués dans la régulation du
cancer et du vieillissement, mais pas seulement. Les ROS sont à la croisée de chemins menant à une
régulation énergétique, génétique mais aussi épigénétique.
Certaines illustrations de cette synthèse ont été réalisées à l’aide de la banque d’images de Servier
Medical Art (http://www.servier.fr/servier-medical-art/banque-dimages-powerpoint)
Introduction ............................................................................................................................................ 4
I. Altérations du métabolisme des mitochondries et conséquences sur le vieillissement et le
cancer. ..................................................................................................................................................... 5
A. L’origine mitochondriale du vieillissement cellulaire .................................................................. 5
1. L’impact des ROS sur l’ADN mitochondrial ............................................................................. 5
2. L’impact des ROS sur les lipides et les protéines .................................................................... 7
B. Le cancer et son origine mitochondriale ..................................................................................... 9
1. Contrôle mitochondriale de l’apoptose .................................................................................. 9
2. Dérégulation de l’apoptose et cancer ................................................................................... 11

Master Biologie Gestion - Revue - « Relation entre métabolisme énergétique, cancer, et vieillissement »
Mars 2012
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II. L’effet Warburg ............................................................................................................................. 12
A. Description de l’effet Warburg .................................................................................................. 12
B. Origine des altérations possibles conduisant à l’effet Warburg ............................................... 15
C. Effets des altérations liées à l’effet Warburg sur la cellule ....................................................... 19
1. La migration cellulaire et systèmes de défense immunitaire ............................................... 19
2. Régulations épigénétiques .................................................................................................... 20
D. Le métabolisme, possible lien entre le cancer et le vieillissement ......................................... 21
Conclusion ............................................................................................................................................. 23
Bibliographie ......................................................................................................................................... 24

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Mars 2012
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Introduction
La mitochondrie est un organite intracellulaire présent dans les cellules eucaryotes. Sa
fonction principale et indispensable à la vie cellulaire est la production d’adénosine-5'-triphosphate
(ATP). Cette molécule essentielle fournit par hydrolyse l’énergie nécessaire au métabolisme. Elle est
impliquée dans la régulation de bon nombre de processus moléculaires et cellulaires.
Cet organite possède son propre ADN ainsi qu’une double membrane comprenant une
membrane externe et une interne composée de nombreux replis. C’est, fichés dans cette dernière
que se situent les complexes protéiques de la chaîne respiratoire indispensables à la phosphorylation
oxydative. Cette réaction est à la base de la synthèse d’ATP au sein de la mitochondrie.
Ces complexes sont au nombre de 5, ils se composent de plusieurs sous-unités codées soit
par l'ADN nucléaire, soit par l'ADN mitochondrial. Ils catalysent le transfert d’électrons issus
d’intermédiaires réduits du catabolisme (NADH/FADH
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) vers l’oxygène, l’accepteur final. Il arrive que
cette réaction aboutisse à la formation d’éléments réactifs de l’oxygène (ROS). De leur accumulation
résulte un stress oxydatif plus ou moins important capable d’endommager lipides, ADN ou encore
protéines. En cas de dégâts trop importants infligés par les ROS à la machinerie cellulaire, la
mitochondrie peut alors déclencher un processus de mort cellulaire : l’apoptose. Véritable garant de
l’homéostasie tissulaire, l’apoptose permet de supprimer les cellules défaillantes avant qu’elles ne
deviennent invasives.
Des dérégulations dans les différents processus impliqués dans la chaîne respiratoire et
l’apoptose sembleraient être à l’origine de plusieurs maladies. Ils pourraient être impliqués dans le
phénomène du vieillissement et l’apparition de cancers.
L’objectif de cette synthèse est d’étudier les possibles relations existantes entre le
métabolisme énergétique et les différents processus de vieillissement et de cancer. Dans un premier
temps, il sera étudié les conséquences des altérations du métabolisme sur les processus conduisant
au vieillissement et au cancer.