Apoptose

L’apoptose

1. Généralités

C’est un processus développé au cours de l’évolution, lors des premiers organismes pluricellulaire où les cellules sont différenciées = spécialisation. A un moment, les cellules avec une fonction à un moment donné ne sont plus utiles = mort cellulaire. Elle est enclenchée chez des cellules dangereuses pour intégrité de l’organisme.

Un modèle est beaucoup utilisé pour l’apoptose. C’est C. elegans avec 1490 cellules puis 959 cellules chez l’adulte = phénomène d’apoptose.

C’est une notion apparue dans les années 60 = des cellules disparaissent accidentellement ou par mort contrôlée. En 1972, on décrit les caractéristiques morphologiques et on parle d’apoptose. L’apoptose est engendrée suite à des informations que la cellule reçoit = réponse cellulaire à des signaux externes. Selon les facteurs intracellulaires ou extracellulaires, la cellule intègre ces informations et s’engage dans une voie.

1. Caractéristiques des cellules apoptotiques

Caractéristiques nucléaires :

• Condensation de la chromatine : le noyau perd son activité transcriptionnelle. Au fur et à mesure de la condensation, la chromatine se positionne en périphérie du noyau
• Condensation nucléaire et diminution de la taille du noyau
• Fragmentation nucléaire (dense aux électrons) : pas d’activité

Caractéristiques cytoplasmiques :

• Condensation cytoplasmique : diminution du volume de la cellule
• Tous les organites intracellulaires disparaissent (formation de vacuoles)
• Réarrangement du cytosquelette : polymérisation des microfilaments d’actines sous la membrane plasmique pour empêcher sa rupture = protection

Attention, il n’y a jamais lyse de la cellule (=nécrose = destruction des cellules avoisinantes par déversement des enzymes du lysozyme). L’apoptose est une mort propre et douce.

• La membrane plasmique est lisse : perte des différenciations comme les microvillosités, les cils → perte de la fonction de migration
• Perte des molécules de surface, d’adhésion et des récepteurs → perte de communication avec l’environnement
• Fragmentation cytoplasmique par séparation des fragments et fusion des membranes pour former des corps apoptotiques éliminés par les cellules de ménages comme les macrophages pour la phagocytose.

Comment les macrophages reconnaissent les cellules à tuer ?

Il y a un processus au niveau de la membrane : translocation d’un phospholipide par le système de flipase = phosphatidylsérine (normalement dans le feuillet interne de la membrane).

Comment nous, chercheurs, reconnaissons une cellule apoptotique ?

• Regarde l’ADN sur un gel d’électrophorèse : fragmentation de l’ADN régulière toutes les 200pb.
• Morphologie en MEB
• Culture cellulaire :

• Morphologie : les cellules mortes perdent leur ancrage au support -> elles deviennent des cellules rondes en suspension.
• TUNEL (TdT mediated dNTP biotin Nick End Labeling) : ADN cassé -> visualise la cassure par une terminal transférase qui ajout des nucléotides aux extrémités -> utilisation du dUTP biotinylé -> utilise un AC anti-biotine -> fluo, colorimétrie
• ANNEXIN V : visualisation de la phosphatidylsérine par l’annexine V qui s’y fixe spécifiquement -> couplé à un fluorochrome

• L’apoptose est activée par des caspases.

1. Les phases du programme d’apoptose (notion de cascades)

C’est la notion de cascade. Une cellule en apoptose possède et reçoit des signaux apoptotiques grâce à des récepteurs de mort qui enclenche une cascade de réaction -> active plusieurs protéines comme les protéines adaptatrices qui active les protéines initiatrices -> active les protéines effectrices qui engendrent toutes les caractéristiques -> apoptose.

L’activation des protéines effectrices est irréversible.

On peut diviser le programme d’apoptose en trois phases :

• Initiation : phase réversible, perception par la cellule de signaux apoptotiques (extra ou intracellulaire), regroupe les phénomènes de stimuli, réception, activation des protéines adaptatrices
• Régulation ou phase d’exécution : activation des protéines initiatrices, phase réversible correspondant à l’activation de certaines protéines activant des protéines effectrices.
• Dégradation : irréversible, activation des protéases qui induisent les caractéristiques apoptotiques à la cellule. Ces enzymes appartiennent à la famille des caspases.

1. Les caspases, effecteurs de l’apoptose

Quelque soit les voies apoptotiques sauf une, il y a activation des caspases intervenant dans deux voies principales : (Il existe une troisième voie mais qui est indépendante des caspases)

• La voie extrinsèque : voie induite par les stimuli extracellulaire
• La voie intrinsèque ou voie mitochondriale

1. Structure

Les caspases sont une famille de protéines présentent dans toutes les cellules sous forme inactive. Elles sont activées lors de la phase de dégradation.  Ce sont des protéines possédant une séquence de 4 AA dont la cystéine indispensable pour l’activité des caspases. Ce sont des protéases qui coupent toujours après l’acide aspartique. [pic 1]

• On parle de caspases ou de protéases à cystéine.

La forme inactive s’appelle la procaspase. C’est une chaine polypeptidique avec en N-term, un domaine prodomaine suivit d’un grand domaine catalytique où se trouve la cystéine. Ce grand domaine est divisé en deux sous domaines : la grande et petite sous-unité.

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