★ À maîtriser
Le noyau humain contient 46 chromosomes, environ 6 × 10⁹ paires de bases et une longueur d’ADN d’environ 2 m.
La taille et la forme du noyau varient selon le type cellulaire, l’état fonctionnel et le stade de différenciation de la cellule.
📌 Un polynucléé possède un seul noyau à plusieurs lobes, tandis qu’un plurinucléé possède plusieurs noyaux.
Le nucléole est le principal site de transcription des ARNr et d’assemblage des ribosomes.
L’épissage du pré-ARNm implique la reconnaissance du site 5′ par U1 et du point de branchement par U2, puis le recrutement de U4, U5 et U6 pour rapprocher les exons et éliminer la boucle intronique.
La compaction de l’ADN progresse de la double hélice de 2 nm au nucléosome de 10 nm, puis à la superhélice de 200 nm, à la chromatide de 700 nm et enfin au chromosome métaphasique.
Un nucléosome comprend de l’ADN enroulé autour de huit histones, soit deux exemplaires de chacune des histones H2A, H2B, H3 et H4.
📌 La fibre nucléosomique dispersée correspond à l’euchromatine, tandis que la superhélice dense correspond à l’hétérochromatine.
📌 Une chromatine décompactée, associée à l’ADN non méthylé et aux histones acétylées, permet la transcription, tandis qu’une chromatine compactée, associée à l’ADN méthylé et aux histones désacétylées, ne la permet pas.
Compléments
Dans un épithélium stratifié pavimenteux, les noyaux basaux sont volumineux et ronds, puis s’aplatissent et s’allongent dans les strates supérieures avant de se désintégrer à la surface.
Les exemples de nombre de noyaux comprennent : les hématies, dépourvues de noyau, les hépatocytes, qui peuvent être binucléés ou plurinucléés, les ostéoclastes, qui sont plurinucléés, les cellules musculaires squelettiques, qui sont plurinucléées
📌 Les compartiments nucléaires sont des domaines interchromosomiques, tandis que les chromosomes occupent des territoires chromosomiques distincts.
Les speckles, au nombre d’environ 25 à 50 par noyau, sont riches en facteurs d’épissage et se trouvent souvent près des gènes activement transcrits.
Les corps de Cajal mesurent 0,2 à 1 μm de diamètre et participent à la biogenèse, à la modification, à l’assemblage et au trafic des snRNP et des snoRNP.
ADN → nucléosome → superhélice → chromatide → chromosome
★ À maîtriser
Au début de la mitose, la phosphorylation des lamines par la cycline B/Cdk1 entraîne leur dépolymérisation et la dispersion de l’enveloppe nucléaire en petites vésicules; au début de la télophase, leur déphosphorylation permet leur polymérisation et la reformation de l’enveloppe autour des chromosomes.
Les pores nucléaires sont des complexes protéiques contenant des nucléoporines, traversent l’enveloppe nucléaire et forment un canal central reliant les milieux nucléaire et cytoplasmique.
📌 Les molécules de moins de 40 kDa peuvent diffuser librement à travers les pores nucléaires, tandis que les molécules plus volumineuses nécessitent un transport actif avec des protéines cargo.
Le nucléoplasme participe à la réplication de l’ADN et à sa transcription en ARN, notamment en aidant au déroulement de la chaîne d’ADN.
La matrice nucléaire organise spatialement la chromatine grâce aux régions SARs ou MARs de l’ADN, qui lient les protéines de la matrice, et participe à la réplication et à la transcription de l’ADN.
Compléments
La membrane interne de l’enveloppe nucléaire est tapissée par la lamina, qui contribue au maintien de la forme du noyau.
Les pores nucléaires représentent 5 à 30 % de la surface nucléaire et leur nombre est d’environ 3 000 à 4 000 par noyau.
Les pores nucléaires contribuent notamment à : les échanges nucléocytoplasmiques, l’ancrage de la chromatine, l’organisation des domaines chromatiniens, la réparation des cassures double brin de l’ADN
Les réserves intracellulaires comprennent :
Le nucléoplasme contient la quasi-totalité de l’information génétique, des ribosomes incomplets et des protéines fibreuses formant la matrice nucléaire.
Phosphorylation des lamines → désorganisation de l’enveloppe en mitose
★ À maîtriser
📌 La voie extrinsèque de l’apoptose est déclenchée par des ligands externes fixés à des récepteurs membranaires, tandis que la voie intrinsèque répond à des signaux internes comme les dommages de l’ADN ou les perturbations des organites et implique la mitochondrie.
📌 Les caspases initiatrices 2, 8, 9 et 10 démarrent la cascade apoptotique, tandis que les caspases effectrices 3, 6 et 7 exécutent la dégradation cellulaire.
📌 Les protéines BIM, Bad, Bax, Bak et BID favorisent l’apoptose, tandis que Bcl2 et Bcl-xl favorisent la survie cellulaire.
Les caspases effectrices activent la DNase CAD en la libérant de son inhibiteur ICAD, ce qui provoque le clivage de l’ADN entre les nucléosomes.
L’apoptose entraîne la condensation de la chromatine sous l’enveloppe nucléaire, la fragmentation du noyau et le bourgeonnement de la membrane, qui forme des corps apoptotiques.
Lors de l’apoptose, les phosphatidylsérines passent du feuillet interne au feuillet externe de la membrane et servent de signal « mange-moi » reconnu par les phagocytes.
Compléments
Pendant l’embryogenèse, l’apoptose élimine : les lymphocytes T auto-réactifs, les neurones qui ne se connectent pas correctement, les cellules situées entre les doigts du fœtus
Les déclencheurs de l’apoptose comprennent : les stimuli toxiques comme les virus, les produits chimiques et les radiations ionisantes, les signaux extracellulaires comme Fas et TNF, les dommages de l’ADN impliquant p53
Dans la voie extrinsèque, la fixation d’un ligand sur un récepteur de mort trimérique recrute des protéines adaptatrices comme FADD, qui rapproche des procaspases 8 et permet leur dimérisation et leur activation réciproque.
Les ligands TNF, FasL/CD95L et TRAIL se lient respectivement aux récepteurs de mort TNFR, Fas/CD95 et TRAILR.
Les corps apoptotiques sont rapidement reconnus, engloutis et digérés par des macrophages, des polynucléaires neutrophiles ou des cellules dendritiques; cette phagocytose s’accompagne de signaux anti-inflammatoires.
Les signaux « trouve-moi » lysophosphatidylcholine (LPC) et sphingosine 1 phosphate (S1P) forment un gradient qui attire les phagocytes; LPC se lie au récepteur G2A et S1P à son récepteur S1P.
Signal → caspases → fragmentation → phagocytose
★ À maîtriser
Des situations associées à un excès d’apoptose comprennent : le SIDA, avec destruction des lymphocytes T, les maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson, les ischémies pouvant provoquer un infarctus du myocarde ou un AVC
Des situations associées à un défaut d’apoptose comprennent : les cancers avec mutation de p53, certaines infections virales comme HTLV et EBV pouvant favoriser une prolifération cellulaire, les maladies auto-immunes liées à la persistance de lymphocytes T auto-réactifs
📌 En situation physiologique, les corps apoptotiques sont rapidement phagocytés et leurs signaux apaisent le système immunitaire, tandis que dans le lupus leur élimination retardée favorise leur dégradation et la libération d’auto-antigènes cellulaires.
Dans le lupus, les auto-antigènes libérés par les corps apoptotiques dégradés sont captés par une cellule présentatrice d’antigène et présentés aux lymphocytes T, ce qui déclenche une réponse auto-immune.
La dégradation des corps apoptotiques libère des auto-antigènes, captés par les cellules présentatrices d’antigène puis présentés aux lymphocytes T, ce qui déclenche une inflammation et stimule les lymphocytes B à produire des auto-anticorps.
Les auto-anticorps et les auto-antigènes forment des complexes immuns qui peuvent s’accumuler dans le rein et obstruer son filtre, provoquant une insuffisance rénale.
En cytométrie en flux, l’annexine V fluorescente se fixe aux phosphatidylsérines externalisées lors de l’apoptose ; les cellules marquées se décalent vers la droite, et un déplacement plus important indique une intensité de marquage supérieure.
La méthode TUNEL détecte les cassures de l’ADN apoptotique en ajoutant du BrdUTP aux extrémités rompues avec la TdT, puis en révélant le BrdUTP à l’aide d’un anticorps anti-BrdU fluorescent.
L’électrophorèse de l’ADN apoptotique révèle une migration en échelle, car la DNase clive l’ADN entre les nucléosomes à intervalles réguliers de 180 pb et de leurs multiples.
Compléments
Le VIH entre dans les lymphocytes T en se liant d’abord à CD4 par sa glycoprotéine gp120, puis au corécepteur de chimiokine CXCR4, ce qui permet l’entrée de son génome dans la cellule.
🔄 Le mécanisme décrit conduit à la mort des lymphocytes T :
Les symptômes du lupus érythémateux disséminé comprennent :
Le DAPI peut marquer le noyau et la phalloïdine, toxine issue d’un champignon, peut marquer les filaments d’actine.
En microscopie de fluorescence, les cellules apoptotiques présentent une fragmentation de la chromatine, contrairement aux cellules saines dont le noyau est rond et homogène.
★ À maîtriser
Lors d’une nécrose, l’élévation du calcium intracellulaire perturbe l’intégrité de la membrane plasmique et y provoque des trous.
Lors d’une nécrose, l’élévation des espèces réactives de l’oxygène déstabilise notamment les membranes mitochondriales et celles du réticulum endoplasmique, entraînant une chute d’ATP et une dégradation progressive des organites.
📌 En microscopie électronique, l’apoptose se caractérise notamment par une cellule rétrécie, une condensation de la chromatine, une extériorisation de la phosphatidylsérine et une activation des caspases, tandis que la nécrose présente une cellule gonflée, une perte d’intégrité membranaire et une absence de ces trois derniers signes.
📌 L’apoptose est une mort active avec atrophie, intégrité des organites et de la membrane, condensation du noyau, bourgeonnement membranaire, formation de corps apoptotiques, phagocytose par les cellules voisines et absence d’inflammation ; la nécrose est une mort passive avec turgescence, lyse des organites et de la membrane, rupture membranaire, libération du contenu cellulaire, lyse de la chromatine, phagocytose tardive et inflammation.
Compléments
Les causes possibles de nécrose sont :
La nécrose entraîne la fuite d’acides nucléiques, de protéines d’enroulement de la chromatine, d’acide urique et de protéines de stress, qui agissent comme des signaux de danger pour le système immunitaire.
Les signaux « trouve-moi » de l’apoptose comprennent la lysophosphatidylcholine et la sphingosine 1 phosphate.
Les signaux « trouve-moi » de la nécrose comprennent :
En microscopie, le tissu nécrotique forme souvent une masse homogène de cellules semblables, avec une éosinophilie accrue et des figures myéliniques correspondant à des agrégats de phospholipides membranaires en bulbes d’oignon.
Les modifications nucléaires de la nécrose comprennent : la caryolyse, où le noyau s’estompe et pâlit, la pycnose, où le noyau devient petit et écrasé, la caryorrhexie, où le noyau se fragmente
Dans le diabète de type 1, le diabète est insulino-dépendant, survient avant 20 ans et représente 10 à 15 % des diabètes.
Dans le diabète de type 2, le diabète est non insulino-dépendant, survient après 50 ans et représente 85 à 90 % des diabètes.
Chez les personnes diabétiques, les anomalies de la vascularisation périphérique peuvent créer des zones mal oxygénées et perturber la cicatrisation ; 5 à 10 % présentent des plaies mal soignées, qui peuvent conduire à une amputation.
Le « trio diabolique » associe :
En cytométrie en flux, l’annexine peut entrer dans une cellule nécrotique par les trous de sa membrane et se fixer aux phosphatidylsérines intracellulaires ; l’iodure de propidium, qui s’intercale dans l’ADN, peut également être ajouté pour marquer le noyau.
Apoptose discrète et rétrécie, nécrose inflammatoire et gonflée
★ À maîtriser
Les régions PAR sont des régions homologues situées aux extrémités des chromosomes X et Y, permettant leur appariement en méiose et des recombinaisons lors du crossing-over.
Le gène SRY du chromosome Y code pour le TDF, protéine à l’origine de la différenciation sexuelle masculine.
Chez la femme, un des deux chromosomes X s’inactive aléatoirement très tôt durant le développement embryonnaire, équilibrant le dosage des gènes du chromosome X entre les sexes ; ce phénomène est appelé lyonisation. - Mary Lyon, 1961
Le transcrit non codant de Xist tapisse en cis, par propagation bidirectionnelle, le chromosome X dont il est issu et empêche la fixation des facteurs de transcription, ce qui inactive ce chromosome.
📌 Une trisomie correspond à trois chromosomes d’un type donné, tandis qu’une monosomie correspond à un seul chromosome de ce type.
Compléments
Un gène périphérique qui doit être fortement transcrit en situation de stress peut se relocaliser vers le centre du noyau.
Les petits chromosomes tendent à se situer au centre du noyau, tandis que les grands chromosomes tendent à se situer en périphérie.
Les chromosomes voisins varient d’une cellule à l’autre et les territoires chromosomiques dépendent du type cellulaire.
Le chromosome X inactif forme en périphérie le corpuscule de Barr, observable en FISH et en microscopie optique grâce à sa fixation de la coloration.
L’inactivation du chromosome X est maintenue au cours des divisions cellulaires ; la descendance d’une cellule conserve le même X inactivé, produisant un mosaïcisme des tissus somatiques.
Aucune monosomie autosomique n’est viable, et les anomalies chromosomiques de nombre ont une fréquence de 1/1000.
Une non-disjonction en méiose II, due à l’absence de séparation des chromatides, peut produire des gamètes avec deux chromosomes, sans chromosome ou haploïdes normaux.
X inactivé chez la femme, Y porteur de SRY
★ À maîtriser
La spermatogenèse conduit des spermatogonies de type A diploïdes aux spermatocytes de type B, puis aux spermatocytes primaires après duplication de l’ADN, aux spermatocytes secondaires haploïdes après méiose I et aux spermatides haploïdes après méiose II.
La réserve ovocytaire passe d’environ 7 millions au septième mois de vie intra-utérine à 1–2 millions à la naissance, 400 000 à la puberté et moins de 1000 à la ménopause.
L’ovogenèse et la folliculogenèse sont synchrones ; l’ovule II mature et fécondable est produit au 14e jour du cycle, de la puberté à la ménopause.
L’ovocyte I reprend la méiose à la puberté après un arrêt au stade diplotène durant l’enfance, puis reste bloqué en métaphase II jusqu’à la fécondation, qui permet la formation de l’ovule et du deuxième globule polaire.
La glaire cervicale est produite par les glandes endocervicales et filtre les spermatozoïdes, seuls les spermatozoïdes normaux et mobiles pouvant la franchir.
Au contact de la zone pellucide, l’acrosome libère ses enzymes, permettant au spermatozoïde d’interagir avec les récepteurs ZP3 et de pénétrer dans l’ovocyte.
Compléments
📌 L’anisogamie ou l’hétérogamie désigne la différence entre gamètes mâles et femelles, contrairement à l’isogamie.
La gamétogenèse se déroule dans les testicules ou les ovaires.
La méiose I de la spermatogenèse dure 24 jours et les deux phases de spermatogenèse et de différenciation durent au total 64 jours.
Pendant la spermiogenèse, le noyau se condense et se compacte, l’acrosome se forme à partir de vésicules de l’appareil de Golgi, le flagelle se développe à partir d’un centriole et le cytoplasme excédentaire est éliminé.
Les spermatozoïdes acquièrent leur mobilité et achèvent leur maturation dans l’épididyme ; moins de 10 % sont fécondants au début de l’épididyme.
Le sperme contient 80 % de sécrétions des vésicules séminales et 20 % de sécrétions prostatiques, tandis que les spermatozoïdes représentent 5 % du sperme.
Spermatogonie → spermatocyte → spermatide → spermatozoïde
★ À maîtriser
Au cours de la différenciation, le répertoire de gènes exprimés se restreint et les cellules différenciées perdent de l’adaptabilité et leur capacité de prolifération.
Les cellules souches totipotentes peuvent produire l’embryon entier et les annexes extra-embryonnaires, tandis que les cellules pluripotentes produisent tout type cellulaire mais pas les annexes extra-embryonnaires.
La division symétrique d’une cellule souche produit deux cellules filles identiques, tandis que la division asymétrique produit une cellule identique et une cellule engagée dans la différenciation.
La détermination interne repose sur des signaux produits par la cellule et une répartition cytoplasmique inégale des facteurs, qui oriente les cellules filles vers des voies de différenciation différentes.
La détermination externe repose sur des signaux de l’environnement qui différencient des cellules initialement identiques, notamment via la matrice extracellulaire, des facteurs liposolubles ou des facteurs se liant à des récepteurs membranaires.
La différenciation cellulaire se manifeste par des modifications morphologiques, des changements qualitatifs du phénotype liés à la synthèse de nouvelles protéines et une modification des produits sécrétés.
La différenciation est favorisée par le ralentissement de la prolifération, puis par la sortie du cycle cellulaire en G1 vers G0.
La différenciation peut être induite par : un système ligand-récepteur, des contacts directs entre cellules d’un même type, des interactions entre cellules de feuillets primitifs différents, des interactions avec la matrice extracellulaire
Les facteurs de croissance ou les hormones se lient à leurs récepteurs de surface, activent des voies de signalisation et des facteurs de transcription, puis déclenchent l’expression de gènes de différenciation jusque-là inhibés.
Compléments
La différenciation contribue à former un organisme pluricellulaire à partir du zygote et, chez l’adulte, au renouvellement tissulaire et à la régénération après une lésion.
Les cellules multipotentes donnent différents types cellulaires du feuillet membranaire dont elles sont issues, tandis que les cellules unipotentes donnent un seul type cellulaire spécifique et peuvent s’auto-renouveler.
Le cours estime le génome à 30 000 gènes, dont environ 10 000 actifs, répartis entre gènes de ménage exprimés dans toutes les cellules et gènes spécifiques à chaque type cellulaire.
Les changements phénotypiques de différenciation peuvent être mis en évidence par immunomarquage ou cytométrie en flux, par exemple lors de l’expression de nouveaux récepteurs membranaires.
📌 La différenciation observée in vitro doit être validée par des tests fonctionnels.
Totipotente : embryon et annexes ; pluripotente : cellules de l’organisme
★ À maîtriser
📌 La reprogrammation fait passer une cellule différenciée à un état souche pluripotent, tandis que la transdifférenciation fait passer directement une cellule différenciée d’un type à un autre sans stade souche pluripotent.
Les cellules pluripotentes induites (iPS) sont obtenues en restaurant la pluripotence d’une cellule différenciée afin de pouvoir ensuite la différencier vers différents types cellulaires.
Les quatre gènes de reprogrammation cités sont :
Compléments
Un lymphocyte peut être reprogrammé en cellule iPS, puis différencié en neurone.
Les iPS peuvent servir à : modéliser des pathologies humaines, tester l’efficacité de molécules thérapeutiques, tester la toxicité de molécules thérapeutiques, explorer la médecine régénérative, explorer l’immunothérapie des cancers
La reprogrammation des fibroblastes en iPS a été obtenue à partir d’une sélection initiale de 24 facteurs candidats, dont une combinaison suffisante de quatre facteurs a été identifiée.
📌 Les rétrovirus et lentivirus utilisés initialement s’intègrent au génome et présentent un risque de mutagénèse et de transformation tumorale, tandis que les vecteurs non intégratifs cités, comme les plasmides ou le virus de Sendaï, ont une expression transitoire et se diluent au fil des divisions.
La reprogrammation des iPS dure 2 à 3 semaines et son rendement est de 0,5 à 1 % des cellules traitées.
Après introduction des gènes de reprogrammation, les cellules sont cultivées dans un milieu maintenant la pluripotence ; les cellules pluripotentes prolifèrent en colonies, sont amplifiées puis évaluées pour rechercher des anomalies chromosomiques et des marqueurs de pluripotence.
La différenciation des iPS en cellules spécialisées est guidée in vitro par des facteurs de transcription et de croissance spécifiques.
Des vecteurs viraux portant Gata4, Mef2c et Tbx5 ont permis de transdifférencier des fibroblastes cardiaques de souriceau en cardiomyocytes.
Un cocktail de facteurs de transcription a permis de convertir des fibroblastes de souris et d’humain en neurones fonctionnels.
★ À maîtriser
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont multipotentes, adhérentes, de morphologie fibroblast-like et dépourvues de marqueur spécifique unique.
L’identification des CSM repose notamment sur l’expression de surface de CD90, CD105 et CD73, et sur l’absence d’expression de CD34 et CD45.
Les CSM peuvent s’auto-renouveler, se différencier, migrer vers les tissus lésés par homing et agir sur le système immunitaire par hypo-immunogénicité et immunosuppression.
Les CSM peuvent notamment se différencier en :
La préparation à la différenciation des CSM comprend leur extraction, leur culture et amplification dans un milieu défini avec des additifs favorisant survie, prolifération et maintien du caractère souche, puis leur exposition à un milieu contenant des facteurs spécifiques de la lignée et la validation de la différenciation.
Les cellules souches embryonnaires sont isolées de la masse cellulaire interne du blastocyste et peuvent donner des cellules dérivées des trois feuillets embryonnaires.
Les cellules souches embryonnaires expriment nativement les facteurs de pluripotence Oct4, Sox2 et Nanog.
Compléments
Les CSM n’expriment pas les molécules du CMH de classe II ni les molécules de costimulation des cellules T CD80 et CD86.
Les CSM peuvent inhiber l’activation des cellules T, des cellules ANCA et des cellules B de l’hôte.
Les sources de CSM les plus utilisées sont, par ordre décroissant :
Pour la différenciation osseuse, la dexaméthasone induit les facteurs de transcription Runx2 et Ostérix ainsi que la synthèse de BMP.
Pour la différenciation osseuse, l’acide ascorbique et le β-glycérophosphate favorisent la synthèse du collagène de type I.
Pour la différenciation osseuse, TGF Beta et BMP activent la voie Runx2 et favorisent la synthèse d’ostéocalcine et d’ostéopontine, deux marqueurs osseux.
Le Oil Red O colore les triglycérides neutres et les lipides des adipocytes en rouge intense, tandis que le rouge alizarine colore les dépôts calciques des ostéocytes en rouge par chélation du calcium.
📌 Avant différenciation, les CSM expriment CD105, CD146 et CD90 sans exprimer CD45 ; après différenciation en ostéocytes, elles n’expriment plus CD105 ni CD146, mais conservent CD90 et l’absence de CD45.
★ À maîtriser
📌 Les cellules ES administrées lors d’un essai clinique doivent être différenciées, car des cellules ES non différenciées peuvent former des tératomes.
Les cellules ES sont allogéniques et peuvent provoquer un rejet immunologique, ce qui peut nécessiter un traitement immunosuppresseur.
Le cocktail de reprogrammation de Yamanaka comprend .
La fixation du spermatozoïde à ZP3 déclenche la réaction acrosomique, qui libère des enzymes permettant la traversée de la zone pellucide.
Après la fusion des membranes des gamètes, la réaction corticale dénature les glycoprotéines de la zone pellucide et empêche la fixation d’autres spermatozoïdes.
Au stade morula, les blastomères internes forment la masse cellulaire interne à l’origine de l’embryon, tandis que les blastomères périphériques forment le trophectoderme à l’origine du placenta.
L’entrée de liquide dans la morula forme le blastocèle et transforme la morula en blastocyste.
Compléments
📌 Les IPS peuvent servir à une visée thérapeutique après différenciation, ou de modèle in vitro en comparant des cellules malades à des cellules saines.
Chez l’humain, la fécondation a lieu dans le tiers externe de la trompe de Fallope, quelques heures après l’ovulation.
La zone pellucide est érodée de l’intérieur par la S-trypsine, puis l’éclosion du blastocyste survient vers J6-J7 et permet l’implantation.
Zygote → morula → blastocyste → éclosion
★ À maîtriser
La fenêtre d’implantation de l’endomètre se situe entre J20 et J24 du cycle menstruel.
À partir de J7, le syncytiotrophoblaste envahit l’endomètre en progressant entre ses cellules, en dégradant la membrane basale et la matrice extracellulaire, puis en érodant les vaisseaux maternels.
La réaction déciduale induite par la progestérone entraîne : un œdème du stroma, une néoangiogenèse, la transformation des fibroblastes en cellules riches en glycogène et en lipides, la sécrétion de glycodéline A
La réaction déciduale transforme transitoirement l’endomètre en caduque, composée d’une zone superficielle compacte et d’une partie profonde spongieuse.
La réaction déciduale constitue une réserve nutritive pour l’embryon jeune en lui apportant notamment du glucose, des lipides et des électrolytes.
La sécrétion de TIMP (Tissue Inhibitors of Matrix Proteinases) par l’endomètre décidualisé freine l’invasion endométriale.
Les villosités choriales se développent des avancées cytotrophoblastiques à partir de J10 aux villosités secondaires à J16, puis deviennent efficaces à partir de la troisième semaine.
À J16, le syncytiotrophoblaste, le cytotrophoblaste et le mésoblaste extra-embryonnaire constituent les villosités choriales secondaires.
📌 La grossesse extra-utérine, le plus souvent tubaire, peut provoquer une rupture de la trompe utérine et une hémorragie nécessitant une prise en charge chirurgicale urgente.
Compléments
Les pinopodes endométriaux, induits par la progestérone et observables pendant 2 à 3 jours, réabsorbent le fluide utérin et contribuent à attirer le blastocyste.
Le blastocyste sécrète notamment :
À J10, l’érosion des vaisseaux maternels permet au sang d’envahir les lacunes du syncytiotrophoblaste, qui convergent ensuite pour former les chambres intervilleuses.
Une implantation ectopique ne déclenche pas de réaction déciduale.
À J15, les villosités choriales développent des ramifications et des axes centraux de mésenchyme.
Les métalloprotéases matricielles impliquées comprennent :
La décidualisation nourrit l’embryon et freine l’invasion.
★ À maîtriser
📌 À J7, le disque embryonnaire didermique se compose de l’hypoblaste, au contact de la cavité blastocœlique, et de l’épiblaste, au contact du cytotrophoblaste polaire.
📌 La ligne primitive définit les axes cranio-caudal et gauche-droite, tandis que l’axe dorso-ventral correspond alors approximativement à l’axe épiblaste-hypoblaste.
À partir du 16e jour, des cellules épiblastiques traversent la ligne primitive, subissent une transformation épithélio-mésenchymateuse et migrent entre l’épiblaste et l’hypoblaste ou dans l’hypoblaste.
Les premières cellules épiblastiques migratrices remplacent l’hypoblaste pour former l’endoderme définitif, à l’origine du revêtement du tube digestif et de ses dérivés.
La notochorde dérive du nœud primitif, se situe dans la couche mésodermique et induit la différenciation des tissus adjacents.
Compléments
À J8, des cellules épiblastiques non en contact avec la lame basale entrent en apoptose sous l’effet de signaux paracrines produits par l’hypoblaste, ce qui amorce la formation de la cavité amniotique.
À J9, la cavité amniotique est bordée par l’épiblaste du côté de l’hypoblaste et par les amnioblastes du côté du cytotrophoblaste.
📌 À J9, l’endoderme pariétal, ou membrane de Heuser, recouvre le cytotrophoblaste pariétal, tandis que l’endoderme viscéral reste contre l’épiblaste.
À J9, la cavité blastocœlique délimitée par la membrane de Heuser prend le nom de vésicule vitelline primaire.
Entre J10 et J11, des cellules épiblastiques prolifèrent pour former le mésoderme extra-embryonnaire, qui se développe dans le réticulum extra-embryonnaire.
À J12, la désagrégation du réticulum extra-embryonnaire entre les deux feuillets du mésoderme extra-embryonnaire aboutit au cœlome extra-embryonnaire.
À J13, des cellules de l’hypoblaste prolifèrent et migrent pour tapisser la face interne du mésoderme extra-embryonnaire, formant la vésicule vitelline secondaire.
Le gène Nodal code une protéine de la famille TGF-β et initie la mise en place ainsi que le maintien de l’intégrité du nœud primitif et de la ligne primitive.
Des cellules épiblastiques migrent ensuite entre l’épiblaste et l’endoderme définitif pour former le mésoderme intra-embryonnaire.
Épiblaste → endoderme définitif et mésoderme → ectoderme.
★ À maîtriser
📌 Le réticulum endoplasmique granuleux, ou REG/RER, porte des ribosomes sur sa face cytoplasmique, tandis que le réticulum endoplasmique lisse, ou REL, en est dépourvu.
Les ribosomes libres, souvent réunis en polysomes, synthétisent des protéines destinées à l’intérieur de la cellule.
Les ribosomes associés au REG synthétisent principalement des protéines destinées à l’extérieur de la cellule ainsi que des protéines membranaires.
L’adressage d’une protéine au REG commence par la reconnaissance du peptide signal par la SRP, qui amène le ribosome au récepteur du REG ; la traduction se poursuit dans le translocon, la BiP accompagne le repliement de la protéine, puis la signal peptidase clive le peptide signal.
Compléments
📌 Les cellules séreuses, riches en REG et en vésicules de sécrétion, produisent des protéines, tandis que les cellules muqueuses sécrètent un produit riche en glucides.
📌 L’hématoxyline, colorant basique, colore le noyau en bleu ou violet, tandis que l’éosine, colorant acide, colore le cytoplasme en teintes orangées.
REG avec ribosomes, REL sans ribosomes.
★ À maîtriser
Le marquage par sonde ou tracker repose sur l’interaction d’une molécule avec une cible, tandis que l’immunohistochimie utilise un anticorps reconnaissant l’épitope d’une protéine spécifique.
En immunohistochimie directe, le premier anticorps porte le fluorochrome, tandis qu’en méthode indirecte un second anticorps dirigé contre le premier est marqué.
La mutation de l’AAT entraîne la destruction des alvéoles et peut provoquer un emphysème ainsi qu’une toxicité pulmonaire et hépatique pouvant conduire à une cirrhose.
L’AAT mutée s’accumule en agrégats dans le réticulum endoplasmique des hépatocytes au lieu d’être sécrétée.
Compléments
La superposition de deux images fluorescentes permet de reconstituer une cellule entière ; dans l’image décrite, le noyau apparaît en bleu et le réticulum endoplasmique en vert.
Le réticulum endoplasmique peut être révélé par marquage de la calréticuline, une protéine spécifique des réticulums endoplasmiques.
📌 La méthode indirecte est plus sensible que la méthode directe grâce à l’amplification du signal par plusieurs fluorochromes, mais elle augmente le bruit de fond.
📌 Le réticulum endoplasmique est particulièrement visible dans les cellules, tissus et organes ayant une forte activité de synthèse protéique.
Sonde ou tracker : marquage direct ; anticorps : reconnaissance spécifique d’un épitope.
★ À maîtriser
L’indibuline est une molécule synthétique qui bloque la prolifération des cellules cancéreuses en modifiant la polymérisation des microtubules.
En cytométrie en flux, l’augmentation de la concentration d’indibuline augmente la proportion de cellules bloquées en phase G2-M.
📌 L’augmentation de la concentration d’indibuline augmente l’inhibition de la prolifération cellulaire.
📌 Lorsque MAD2 et BUBR1 sont toutes deux présentes, elles inactivent APC/C et bloquent la division cellulaire en empêchant la séparation des chromatides sœurs.
Compléments
Le marquage des histones H3 phosphorylées (PH3), marqueur de mitose, augmente avec la concentration d’indibuline.
À 900 nM, l’indibuline produit sur les fractions de tubuline un effet comparable à celui de la vinblastine à 25 nM.
L’indibuline atténue les variations de longueur des microtubules de manière dépendante de la concentration et les rend quasiment stables à 300 nM.
La protéine EB1 se localise avec la tubuline alpha et est présentée comme une protéine associée aux microtubules (MAP).
L’indibuline désorganise le fuseau mitotique et, à 600 nM, altère fortement le centre organisateur, dont le marquage par la tubuline gamma devient presque invisible.
L’expression de MAD2 et de BUBR1 augmente avec la concentration d’indibuline.
Indibuline → microtubules perturbés → division bloquée et mort cellulaire accrue.
★ À maîtriser
L’acétylation de la tubuline est une modification post-traductionnelle qui stabilise les microtubules.
L’étude in vitro rapportée ne met pas en évidence d’effet neurotoxique de l’indibuline, mais des études cliniques sont nécessaires pour se prononcer sur sa tolérance chez l’humain.
À forte concentration, l’indibuline bloque les cellules en phase G2-M, inhibe la prolifération cellulaire et la polymérisation ainsi que le dynamisme des microtubules, bloque la séparation des chromatides sœurs et augmente la mort cellulaire.
De l’extérieur vers l’intérieur, la mitochondrie comprend : une membrane externe, un espace intermembranaire, une membrane interne formant des crêtes, une matrice contenant notamment l’ADN mitochondrial et des granules de calcium
Le cycle de Krebs alimente la chaîne respiratoire en NADH, la chaîne respiratoire établit un gradient de protons et l’ATP synthase utilise ce gradient pour produire de l’ATP.
Les cellules tumorales de glioblastome mises en co-culture avec des cellules souches mésenchymateuses peuvent acquérir leurs mitochondries, notamment par des nanotubes reliant les cellules.
Compléments
Dans les neurones, les protéines sont synthétisées dans les corps cellulaires puis acheminées vers les terminaisons nerveuses par le transport axonal médié par les microtubules.
L’indibuline est proposée comme candidate à une utilisation en chimiothérapie du cancer du sein, mais son étude sur des lignées tumorales et des cellules neuronales in vitro ne suffit pas à justifier son utilisation chez l’humain.
Avant une utilisation chez l’humain, des études cliniques de phase I et II sont nécessaires.
La mitochondrie participe à l’apoptose par la voie intrinsèque : BAX favorise la sortie du cytochrome C, qui contribue à la formation de l’apoptosome et à l’activation des caspases et de la DNase.
La mitochondrie contribue aussi à l’homéostasie calcique par le stockage et le déstockage du calcium.
Les autres fonctions mitochondriales comprennent :
📌 Les mitochondries à crêtes tubulaires sont associées à la synthèse de stéroïdes, tandis que celles à crêtes transversales sont associées à la production d’énergie.
Les cellules rénales du tube contourné proximal ont de nombreuses mitochondries au pôle basal, où leur ATP alimente les pompes impliquées dans les échanges ioniques et la réabsorption.
Les mitochondries s’enroulent en spirale autour du flagelle du spermatozoïde et fournissent l’ATP nécessaire à son déplacement.
Les cellules musculaires cardiaques contiennent de nombreuses mitochondries pour fournir l’ATP nécessaire à leur contraction.
★ À maîtriser
La technique Seahorse mesure notamment l’OCR, taux de consommation d’oxygène qui renseigne sur la respiration mitochondriale, et l’ECAR, qui renseigne sur la glycolyse et l’acidification du milieu.
Dans le protocole OCR, l’oligomycine inhibe le complexe V, le FCCP dissipe le gradient de protons et stimule la respiration maximale, puis la roténone et l’antimycine A bloquent la chaîne respiratoire pour mesurer la respiration non mitochondriale.
Dans les conditions comportant une forte quantité de mitochondries transférées, la respiration basale, la respiration liée à la production d’ATP et la respiration maximale des cellules de glioblastome augmentent.
Les cellules de glioblastome associées à des mitochondries sont plus nombreuses, ce qui indique une division accrue et une meilleure survie.
En présence de mitochondries, les cellules de glioblastome résistent davantage à la mort cellulaire induite par la chimiothérapie.
Lors de l’apoptose, la caspase-3 activée clive un substrat qui réagit avec la luciférase et produit une lumière dont l’intensité est proportionnelle à l’activité de la caspase-3 et au niveau d’apoptose.
La présence de lumière au test indique l’activation de la caspase-3 et une cascade apoptotique en cours, ce qui permet de quantifier indirectement l’apoptose.
Les cellules de glioblastome sont pré-incubées 24 heures avec des mitochondries avant l’ajout du témozolomide, puis exposées au traitement pendant 48 heures ou 5 jours avant l’évaluation de leur survie.
Le témozolomide induit une diminution dose-dépendante du nombre de cellules de glioblastome vivantes.
La pré-incubation avec des mitochondries réduit l’activation des caspases 3 et 7 pendant le traitement au témozolomide, diminuant l’apoptose et augmentant la survie des cellules de glioblastome.
Compléments
La différence entre l’OCR basal et l’OCR après ajout d’oligomycine permet d’estimer la respiration liée à la production d’ATP.
Pour évaluer la glycolyse par Seahorse, les cellules sont d’abord privées de glucose, puis du glucose est ajouté, l’oligomycine bloque ensuite l’ATP synthase mitochondriale pour révéler la glycolyse maximale, et une expérience inverse peut bloquer la glycolyse afin d’évaluer la contribution de la respiration mitochondriale.
Une forte quantité de mitochondries transférées augmente significativement la glycolyse des cellules de glioblastome et leur production de lactate.
Les signaux pouvant déclencher la voie mitochondriale de l’apoptose sont :
Les caspases effectrices, notamment la caspase-3, provoquent la fragmentation de l’ADN et la désintégration contrôlée de la cellule.
📌 La courbe dose-réponse du témozolomide représente le nombre de cellules de glioblastome survivantes en fonction de la concentration du médicament.
Caspase-3 activée → substrat clivé → lumière détectée.
Apoptose et nécrose
| Caractéristique | Apoptose | Nécrose |
|---|---|---|
| Mort | Active, physiologique | Passive, anormale |
| Cellule | Rétractée | Gonflée |
| Membrane | Intègre | Altérée, puis rompue |
| Inflammation | Absente | Présente |
| Phagocytose | Rapide | Tardive |
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