Les cavéoles sont des vésicules de 50 à 80 nm formées par invagination de la membrane plasmique, amorcée par un radeau lipidique.
La formation des cavéoles est une endocytose médiée par la fixation d’un ligand sur des récepteurs membranaires, et leur fermeture puis leur détachement nécessitent l’activité GTPasique de la dynamine.
Le sécrétome comprend les médiateurs solubles et les structures plus complexes, comme les vésicules extracellulaires, que la cellule libère dans son environnement extracellulaire.
Les vésicules d’endocytose fusionnent pour former un endosome précoce ; celui-ci peut s’invaginer en corps multivésiculaire devenant endosome tardif, puis fusionner avec un lysosome, ou fusionner avec la membrane plasmique et libérer des vésicules dont les exosomes.
Les exosomes mesurent de 30 à 100 nm et contiennent notamment des protéines et des ARN impliqués dans la régulation cellulaire.
📌 Les microvésicules bourgeonnent vers l’extérieur à partir de la membrane plasmique et mesurent de 100 nm à 1 µm, tandis que les corps apoptotiques proviennent de la fragmentation cellulaire lors de l’apoptose, contiennent beaucoup d’ADN et mesurent de 1 à 5 µm.
📌 L’exocytose constitutive est continue et non contrôlée, tandis que l’exocytose contrôlée est discontinue et déclenchée par un stimulus.
📌 Le REG porte des ribosomes sur sa face cytosolique, contrairement au REL, qui en est dépourvu ; les deux sont en continuité physique.
La membrane du réticulum endoplasmique est asymétrique et contient généralement 70 % de protéines et 30 % de lipides, avec davantage de protéines et moins de lipides que la membrane plasmique.
Le REG synthétise, assemble et mature des protéines destinées à la cellule ou à l’exportation, notamment par ajout de sucres, fixation d’une ancre GPI et repliement.
Le REL participe à la production des membranes, à la synthèse des hormones stéroïdes avec la mitochondrie, au stockage du glycogène et du calcium, ainsi qu’à la détoxification par des oxygénases dont le cytochrome P450.
Un dictyosome est un empilement de 5 à 10 saccules aplaties, organisé en compartiments cis, médian et trans, et l’appareil de Golgi comprend aussi les réseaux CGN et TGN.
REG → Golgi → vésicules : synthèse, maturation, adressage.
L’interphase comprend les phases G1, S et G2, suivies de la mitose M ; la phase G0 correspond à un état de repos hors cycle.
La phase G1 prépare la cellule à entrer dans le cycle, la phase S réplique l’ADN et la phase G2 vérifie sa réplication complète et prépare la mitose.
La progression du cycle dépend de couples cycline-CDK, dont l’activité repose sur l’association d’une cycline à une CDK.
📌 Les cyclines sont dépourvues d’activité enzymatique et leur taux varie selon les phases, tandis que les CDK ont une activité kinase et leur taux reste constant.
Le couple cycline-CDK actif phosphoryle Rb, ce qui libère E2F ; E2F, déjà présent dans le noyau, stimule alors la transcription des cyclines et de lui-même.
Le point de restriction en G1 permet à la cellule de renoncer à entrer dans le cycle et de retourner au repos si l’environnement n’est pas favorable.
En G0, l’absence de cyclines maintient E2F inactif par Rb ; un environnement favorable et des facteurs de croissance favorisent la synthèse de cycline D et la réentrée en G1.
Le contrôle G1/S vérifie l’intégrité de l’ADN avant sa réplication et peut arrêter le cycle pour permettre la réparation de lésions.
Face à une lésion, ATM détecte le problème, p53 transmet le signal et les Cki, notamment p21 et p16, inhibent des couples CDK-cycline ; l’arrêt peut conduire à la réparation, à l’apoptose ou à la sénescence.
📌 La voie lente passe par ATM, p53 et p21 pour bloquer le cycle, tandis que la voie rapide fait phosphoryler CDC25 par Chk1/Chk2, permettant à Wee1 de maintenir le couple CDK1-cycline B inactif.
Kinétochore libre → Mad2 bloque l’anaphase
★ À maîtriser
Les cellules cancéreuses présentent : une instabilité génétique, une prolifération accrue, une invasivité associée notamment à la transition épithélio-mésenchymateuse
Les proto-oncogènes favorisent normalement la croissance et la division cellulaire, tandis que les gènes suppresseurs de tumeur répriment le cycle et favorisent l’apoptose.
Un proto-oncogène muté peut devenir un oncogène, et la mutation d’un seul des deux allèles suffit à dérégler son activité.
La mutation d’un gène suppresseur de tumeur est récessive et nécessite l’altération des deux allèles pour mettre la cellule en danger.
📌 Lors d’un test d’exclusion de colorant, les cellules vivantes expulsent le colorant et restent non colorées, tandis que les cellules mortes ne l’expulsent plus et se colorent.
Compléments
Les facteurs environnementaux cités comprennent :
La transformation des cellules saines en cellules malignes comprend l’initiation par des altérations, la progression avec activation des oncogènes et perte des gènes suppresseurs de tumeur, puis la métastase.
Les gènes suppresseurs de tumeur comprennent les gènes de maintien de l’intégrité du génome, comme ATM, et les gènes contrôlant la prolifération et la survie, comme Rb et p53.
L’abemaciclib est un inhibiteur de CDK étudié en phase III pour cibler notamment CDK4-6 dans le cancer du sein.
Les méthodes automatiques de dénombrement comptent les cellules qui passent une à une devant des faisceaux, mais elles sont décrites comme plus coûteuses et moins fiables que la méthode manuelle.
Les colorants cités pour tester la viabilité cellulaire sont :
L’iodure de propidium se fixe à l’ADN des cellules mortes et émet une fluorescence rouge.
Proto-oncogènes : accélérateur ; suppresseurs : frein
📌 Les cellules tumorales peuvent être spontanément immortelles, tandis que des cellules saines peuvent être rendues immortelles par transformation ou tumorigenèse perturbant le cycle cellulaire.
📌 En phase stationnaire, les cellules d’une culture primaire cessent de se diviser, tandis que les cellules transformées ou immortalisées reprennent leur prolifération.
Les cultures cellulaires sont maintenues dans un milieu liquide, sous atmosphère contrôlée et dans une étuve humide.
Les conditions usuelles de culture comprennent une température de 37 °C, une humidité de 83–84 %, un pH d’environ 7,4 et une atmosphère contenant généralement 5 % de CO₂, ajustée à 5–7 % en tenant compte de sa dissociation dans le milieu aqueux.
Les milieux nutritifs apportent notamment : une source de carbone, comme le glucose, une source d’azote, comme les acides aminés, des facteurs de croissance, comme le sérum de veau, les vitamines, l’insuline ou le FGF
Le maintien de la stérilité repose sur : la manipulation sous hotte à flux laminaire, l’emploi de milieux et d’instruments stériles, l’utilisation d’antibiotiques comme la pénicilline et la streptomycine, l’utilisation d’antifongiques
En co-culture indirecte par milieu conditionné, le milieu contenant les molécules sécrétées par un premier type cellulaire est transféré vers un second type cellulaire pour étudier sa réaction.
📌 La culture 2D forme une monocouche, tandis que les matrices 3D permettent aux cellules d’interagir dans toutes les dimensions.
Soumises au flux d’un vaisseau, les cellules endothéliales s’alignent dans le sens du flux, deviennent moins perméables et moins inflammatoires, et présentent une diminution du stress oxydant.
🔄 La production d’un substitut biologique suit ces étapes :
Culture primaire limitée par la sénescence, lignée immortalisée à division prolongée.
★ À maîtriser
Les analyses de cellules lysées comprennent :
L’homogénéisation cellulaire peut être réalisée : mécaniquement, en broyant les cellules ou le tissu, physiquement, par ultrasons ou fortes pressions, chimiquement, par des détergents, avec des enzymes spécifiques
La centrifugation différentielle sépare les composants cellulaires par centrifugations successives à des vitesses et pendant des durées croissantes, en récupérant d’abord les gros organites dans les culots puis des éléments plus légers à partir des surnageants.
Dans une centrifugation sur gradient de densité, les éléments migrent jusqu’à la zone où la densité du gradient correspond à leur densité, puis les fractions sont récupérées par élution à l’aide d’éluants ou de tampons.
Les tests fonctionnels sur cellules vivantes permettent de suivre en temps réel des paramètres comme la prolifération et la cytotoxicité à l’aide de colorants ou de marquages fluorescents sensibles à l’état cellulaire.
Un microscope à contraste de phase couplé à la fluorescence et à des sondes spécifiques permet d’observer et de compter les cellules, de mesurer leur prolifération, leur migration, leur sénescence et leur métabolisme.
🔄 La mesure avec une chambre de Boyden se déroule ainsi :
Des fibres optiques munies de fluorochromes spécifiques mesurent la consommation d’oxygène, indicatrice de la respiration mitochondriale, et la production de protons H+, utilisée pour estimer la glycolyse.
Les filaments d’actine mesurent 7 nm de diamètre, sont constitués d’actine et se trouvent notamment en périphérie de la cellule, sous la membrane plasmique.
📌 L’actine G est une forme globulaire monomérique soluble associée à un cation divalent et à l’ATP ou l’ADP, tandis que l’actine F est la forme filamenteuse organisée en hélice.
L’assemblage d’un filament d’actine comprend la nucléation par association de trois ou quatre actines globulaires, l’élongation par ajout d’actine G, puis un état stationnaire où le filament garde sa longueur.
Les filaments d’actine sont polarisés : l’élongation se fait préférentiellement à l’extrémité positive dite barbue, tandis que la dépolymérisation se fait à l’extrémité négative dite pointue.
La formine participe à la nucléation et à l’élongation des filaments d’actine, tandis que le complexe Arp2/3 initie de nouveaux filaments à partir de filaments existants et crée des branchements à un angle de 70°.
Compléments
Les analyses de cellules vivantes comprennent : l’imagerie, les tests fonctionnels de prolifération, migration ou métabolisme, les tests enzymatiques, le tri, le marquage
Après homogénéisation, la purification du contenu cellulaire peut recourir à la centrifugation, à la chromatographie ou à l’électrophorèse, ces deux dernières méthodes séparant plutôt les molécules.
★ À maîtriser
Les filaments intermédiaires s’associent aux desmosomes et aux hémidesmosomes et relient ces jonctions au reste de la cellule.
L’assemblage des filaments intermédiaires suit ces étapes :
Les microtubules sont des polymères cylindriques creux et rigides de 25 nm de diamètre, constitués de dimères de tubuline alpha et bêta d’environ 50 kDa chacun.
📌 Le GTP de l’α-tubuline est enfoui et non échangeable, tandis que celui de la β-tubuline est en surface, échangeable et susceptible d’être hydrolysé en GDP.
📌 Le GTP joue un rôle important dans l’assemblage des microtubules, tandis que l’ATP joue ce rôle dans l’assemblage des filaments d’actine.
Chaque centriole est un cylindre d’environ 200 nm de diamètre et 400 nm de longueur, dont la paroi est formée de 9 triplets de microtubules.
La nucléation des microtubules commence lorsque la tubuline γ forme un complexe en anneau qui permet le démarrage de la polymérisation.
Une concentration élevée de tubuline-GTP favorise la polymérisation des dimères α-β en protofilaments, dont l’association longitudinale forme un microtubule de 13 protofilaments avec une extrémité positive et une extrémité négative.
La demi-vie des microtubules est 5 à 10 fois plus longue en interphase qu’en mitose, et les catastrophes correspondent à leur dépolymérisation rapide.
La protéine Tau, une MAP de type 2 fortement exprimée dans le système nerveux central, stabilise les neurofibrilles de l’axone.
Les microtubules contribuent à : le transport intracellulaire avec des protéines motrices, la constitution du cytosquelette des cils vibratiles et des flagelles, la séparation des chromosomes pendant la division cellulaire
📌 Les taxanes, comme le docétaxel, stabilisent et bloquent les microtubules, tandis que les alcaloïdes, comme la vincristine, empêchent leur formation en les dépolymérisant ; ces deux familles bloquent le fuseau mitotique et la division cellulaire.
Compléments
Les filaments intermédiaires peuvent être des homopolymères constitués d’un même type de protéine, comme la desmine, ou des hétéropolymères constitués de plusieurs types de protéines, comme les cytokératines.
Les filaments intermédiaires se désassemblent lors de la mitose après phosphorylation des lamines par le complexe cycline B/CDK1.
Filaments intermédiaires stables de 10 nm ; microtubules creux et rigides de 25 nm
★ À maîtriser
📌 La motilité est un mouvement cellulaire actif nécessitant de l’énergie, sans déplacement obligatoire de la cellule d’un point à un autre, tandis que la mobilité désigne le déplacement de la cellule selon un parcours ou une migration.
Les kinésines et les dynéines se déplacent sur les microtubules, tandis que les myosines se déplacent sur les filaments d’actine.
Les kinésines se déplacent vers l’extrémité positive des microtubules et assurent un transport antérograde, tandis que les dynéines se déplacent vers l’extrémité négative, vers le centrosome, et assurent un transport rétrograde.
Les myosines se déplacent généralement vers l’extrémité positive des filaments d’actine, à l’exception de la myosine VI qui se déplace en sens inverse.
L’axonème d’un cil vibratile comprend 9 doublets périphériques, chacun constitué d’un tubule A à 13 protofilaments et d’un tubule B incomplet à 10 à 12 protofilaments, ainsi que 2 tubules centraux.
Les dynéines associées aux doublets de microtubules hydrolysent l’ATP et provoquent leur glissement relatif, ce qui courbe le cil ; la nexine, protéine élastique, permet ensuite son retour à la position normale.
Le noyau humain contient 46 chromosomes, environ 6 × 10^9 paires de bases et environ 2 m d’ADN.
📌 L’hétérochromatine est condensée et inactive, tandis que l’euchromatine est décondensée et permet la transcription.
Le nucléole transcrit principalement les ARNr et participe à l’assemblage des ribosomes, qui sont ensuite exportés vers le cytoplasme.
La compaction de l’ADN suit les étapes suivantes : double hélice de 2 nm, nucléosome et fibre nucléosomique de 10 nm, superhélice de 30 nm, chromatide de 700 nm, puis chromosome métaphasique.
📌 Une chromatine décondensée est associée à un ADN non méthylé et à des histones acétylées, ce qui permet la transcription, tandis qu’un ADN méthylé et des histones désacétylées sont associés à une chromatine compactée où la transcription est impossible.
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 vésicules ; au début de la télophase, la déphosphorylation permet leur repolymérisation et facilite la reformation de l’enveloppe autour des chromosomes.
Les pores nucléaires sont des complexes de nucléoporines qui permettent des échanges entre le noyau et le cytoplasme et participent à la régulation de l’expression des gènes, à l’organisation du génome et à la différenciation cellulaire.
📌 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 consommant de l’énergie et faisant intervenir des protéines cargo.
Compléments
ADN → nucléosome → superhélice → chromatide → chromosome
★ À maîtriser
📌 Les molécules de moins de 40 kDa diffusent librement à travers les pores nucléaires, tandis que les molécules plus volumineuses nécessitent un transport actif avec dépense d’énergie et l’aide de protéines cargo.
Les foyers télomériques, proches des pores nucléaires et situés à la périphérie du noyau, regroupent plusieurs sous-télomères aux extrémités des chromosomes.
Les protéines Sir (Silencing information regulator) sont concentrées dans les foyers télomériques, où elles rendent la chromatine silencieuse et la maintiennent à la périphérie nucléaire.
La protéine ESC1 lie les protéines SIR à l’enveloppe nucléaire et contribue à maintenir silencieuse la chromatine, qui n’est alors pas transcrite.
Les pores nucléaires pourraient contribuer à la réparation de l’ADN, notamment grâce à la proximité d’enzymes et de sites de réparation avec les NPC, qui pourrait favoriser la réparation des régions subtélomériques.
La caspase 3 agit sur des kinases influençant notamment la myosine et réorganise le cytosquelette sous-membranaire, en particulier les filaments d’actine, pour favoriser le bourgeonnement et la formation des corps apoptotiques.
🔄 La formation du bourgeonnement apoptotique suit cinq étapes :
🔄 L’élimination d’une cellule apoptotique suit quatre signaux :
Le signal « trouve-moi » comprend notamment la lysophosphatidylcholine (LPC) et la sphingosine 1 phosphate (S1P), qui forment un gradient attirant les phagocytes.
Lors de l’apoptose, les caspases inactivent les flippases et les floppases, tandis que les caspases effectrices activent la scramblase, qui mélange les lipides et expose la phosphatidylsérine sur le feuillet externe de la membrane plasmique.
Compléments
La chromatine condensée se trouve plutôt au niveau des pores nucléaires et n’y présente pas d’activité de transcription.
Les protéines Ku70/Ku80 se fixent aux télomères et les accrochent au bord du noyau et au complexe du pore nucléaire.
Certaines nucléoporines participent à la localisation des foyers télomériques.
📌 Les domaines périnucléaires répressifs et les domaines actifs sont séparés par les complexes des pores nucléaires.
📌 Les cellules somatiques humaines sont diploïdes (2n = 46), les gamètes sont haploïdes (n = 23) et certaines cellules, comme les mégacaryocytes, sont polyploïdes (> 2n).
Les chromosomes sont composés d’ADN double brin linéaire chez les eucaryotes, enroulé autour d’histones pour former des nucléosomes.
Au cours de la mitose, les chromosomes se condensent en prophase, s’alignent sur la plaque équatoriale en métaphase, séparent leurs chromatides sœurs en anaphase puis se décondensent en télophase avant la cytodiérèse.
Au centromère, la CENP box recrute CENP-B, qui recrute CENP-A puis CENP-C, laquelle contribue à l’assemblage du kinétochore et à l’ancrage des microtubules.
Les télomères protègent les extrémités des chromosomes et raccourcissent au fil des réplications, car l’ADN polymérase ne recopie pas les derniers nucléotides.
Un caryotype est établi à partir de cellules bloquées en métaphase, puis les chromosomes sont étalés, colorés et classés.
Les chromosomes métacentriques ont des bras p et q de même taille, les submétacentriques ont p < q et les acrocentriques ont un bras p presque inexistant, avec p << q.
Le marquage G utilise une dénaturation enzymatique à la trypsine, tandis que le marquage R utilise une dénaturation thermique à 87 °C et produit des bandes réciproques de celles du marquage G.
L’hétérochromatine est condensée et généralement non transcrite, tandis que l’euchromatine est décondensée et active transcriptionnellement.
Les régions PAR sont des régions homologues situées aux extrémités des chromosomes X et Y, qui permettent leur appariement en méiose et peuvent subir un crossing-over.
Le gène SRY du chromosome Y code la protéine TDF, à l’origine de la différenciation sexuelle masculine.
Méthylation de Xist → condensation et inactivation du chromosome X.
La spermiogenèse transforme les spermatides en spermatozoïdes en environ 23 jours.
Après la spermiogenèse, le spermatozoïde n’est pas encore fécondant et doit maturer lors de son passage dans l’épididyme puis dans le col de l’utérus.
L’hypothalamus sécrète la GnRH de manière pulsatile, ce qui agit sur l’hypophyse.
L’hypophyse sécrète de manière pulsatile les deux gonadotrophines FSH et LH.
La LH agit sur les cellules de Leydig du tissu interstitiel, qui libèrent de la testostérone.
📌 La testostérone exerce un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse et l’hypothalamus.
📌 Avant leur maturation dans l’épididyme, les spermatozoïdes ne sont pas mobiles.
📌 La spermatogenèse doit se dérouler à 35 degrés ; une température supérieure la bloque.
Après l’amplification des CSM, des milieux contenant des facteurs de transcription spécifiques orientent leur différenciation vers la lignée souhaitée, puis celle-ci est validée par la morphologie, le phénotype, l’expression génétique ou les facteurs sécrétés.
La dexaméthasone induit l’expression de Runx2 et d’Ostérix, facteurs de transcription essentiels à la différenciation osseuse, ainsi que la synthèse de protéines spécifiques comme le BMP.
Le TFG Beta et le BMP activent la voie Runx2, favorisant la synthèse des marqueurs osseux ostéocalcine et ostéopontine.
Avant différenciation, les CSM expriment CD105, CD146 et CD90, mais pas CD45 ; après différenciation en ostéocytes, elles n’expriment plus CD105 ni CD146, conservent CD90 et restent dépourvues de CD45.
Noyau compacté → acrosome en tête → flagelle en queue → cytoplasme éliminé
★ À maîtriser
🔄 Les additifs doivent agir selon une chaîne d’étapes : fixation sur des récepteurs cellulaires, induction d’une voie de signalisation, synthèse d’un facteur de transcription, activation des gènes et synthèse des protéines caractéristiques de la cellule visée
Chez l’humain, la fécondation a lieu dans le tiers externe de la trompe de Fallope, quelques heures après l’ovulation.
📌 La zone pellucide constitue une barrière d’espèce contre les fécondations croisées, tandis que la glycoprotéine ZP3 permet la fixation spécifique d’un spermatozoïde.
🔄 La traversée des enveloppes ovocytaires se déroule ainsi :
La réaction corticale libère par exocytose des enzymes lysosomiales des granules corticaux dans l’espace périvitellin, dénature les glycoprotéines de la zone pellucide et empêche la fixation d’autres spermatozoïdes.
Après la fécondation, l’ovocyte II achève sa deuxième division méiotique, forme un ovotide et libère le deuxième globule polaire ; les pronucléi mâle et femelle se rapprochent sans fusionner, puis les enveloppes nucléaires disparaissent et les chromosomes parentaux dupliqués s’alignent à la plaque équatoriale de la première mitose de segmentation.
📌 Jusqu’au stade de huit cellules, les blastomères sont sphériques, apolaires, dépourvus de jonctions intercellulaires et dissociables les uns des autres ; ils sont totipotents et leurs microvillosités aident à maintenir le contact.
📌 Dans la morula, les blastomères internes, plus petits et au nombre de 10 à 12 dans un embryon de 32 cellules, forment le bouton embryonnaire ou masse cellulaire interne, tandis que les blastomères périphériques polarisés forment le trophectoderme, à l’origine du placenta.
Compléments
L’environnement natif de la cellule visée comprend :
L’ovocyte II est bloqué en métaphase II et entouré, avec le premier globule polaire, par la zone pellucide et la corona radiata.
Corona radiata → zone pellucide → fusion des gamètes → zygote
★ À maîtriser
📌 La cavitation différencie les cellules du trophoblaste, qui bordent le blastocèle, et celles de la masse cellulaire interne, excentrée et au contact du trophectoderme.
La zone pellucide est éliminée vers J6, car elle empêche l’implantation du blastocyste dans l’endomètre.
L’éclosion du blastocyste survient à la fin de la première semaine, entre J6 et J7, à la suite de la fragilisation physico-chimique de la zone pellucide par les contractions et expansions.
Le trophoblaste protège le milieu embryonnaire, participe à l’éclosion, nourrit l’embryon, sécrète l’hCG, contribue à la tolérance immunologique, adhère à l’épithélium utérin et envahit l’endomètre, et participe à la formation du placenta.
Au début du développement, le génome embryonnaire est inactif et l’embryon dépend des ARNm et des protéines maternels accumulés dans le cytoplasme ovocytaire ; l’activation du génome embryonnaire est d’abord mineure, puis devient majeure après la transition materno-embryonnaire.
La totipotence des cellules embryonnaires est définitivement perdue à partir du stade morula, où les cellules deviennent pluripotentes.
Au jour suivant, la ligne primitive s’allonge jusqu’à environ la moitié du disque embryonnaire et sa gouttière devient plus profonde ; son extrémité crâniale s’élargit en nœud primitif.
La formation de la ligne primitive marque le début de la gastrulation et fournit la voie par laquelle les cellules migrent.
La ligne primitive, située sur la ligne médiane caudale, définit l’axe cranio-caudal et l’organisation générale de l’embryon.
Le 16e jour, des cellules épiblastiques bordant la ligne primitive y entrent et subissent une transformation épithélio-mésenchymateuse : elles s’allongent, deviennent fusiformes et se détachent de leurs voisines.
Les cellules épiblastiques migrent à travers la ligne primitive vers l’espace entre l’épiblaste et l’hypoblaste ou pénètrent dans l’hypoblaste ; leur migration collective forme les trois feuillets germinatifs primordiaux.
Les premières cellules épiblastiques envahissent l’hypoblaste et le remplacent par l’endoderme définitif.
À partir du 16e jour, des cellules épiblastiques traversent la ligne primitive, divergent et créent un espace entre l’épiblaste et l’endoderme définitif pour former le mésoderme intra-embryonnaire.
Après la formation de l’endoderme définitif et du mésoderme intra-embryonnaire, l’épiblaste restant constitue l’ectoderme, à l’origine du système nerveux central et du système cutané.
Compléments
Épiblaste entrant dans la ligne primitive : hypoblaste remplacé, mésoderme interposé, ectoderme restant.
★ À maîtriser
Le mésoderme intra-embryonnaire se subdivise en :
Une population de cellules mésodermiques migre vers l’extrémité crâniale depuis le nœud primitif, sur la ligne médiane, pour former le processus notochordal ou notochorde, structure transitoire qui induit la différenciation des tissus adjacents.
La notochorde est une structure inductrice qui organise les structures adjacentes.
Dans le tronc, le mésoderme paraxial se segmente en somites, blocs de condensation du mésoderme.
Environ 42 à 44 paires de somites se forment de la région occipitale à la pointe de la queue, puis quelques somites caudaux disparaissent, laissant environ 37 paires.
Les somites sont à l’origine de la majeure partie du squelette axial, de la musculature volontaire du cou, de la paroi corporelle et des membres, ainsi que du derme du cou.
Chaque somite se spécialise en sclérotome et dermomyotome.
Le dermomyotome provient de la subdivision de la partie dorsale du somite et donne le dermatome, à l’origine du derme recouvrant les muscles paravertébraux, ainsi que le myotome, à l’origine des muscles striés.
Le mésoderme intermédiaire, présent uniquement dans le tronc et situé latéralement aux somites, se segmente en petites condensations cylindriques et donne le système urinaire ainsi que des parties du système génital.
À partir du 17e jour, le mésoderme de la lame latérale se scinde en une couche ventrale associée à l’endoderme et une couche dorsale associée à l’ectoderme.
Compléments
📌 Pendant la troisième semaine, l’embryon reste didermique aux membranes crâniale et caudale, tandis que le reste de l’embryon est tridermique.
La notochorde est un tissu médian à parois épaisses, transitoire, qui induit la différenciation des cellules des tissus adjacents.
La notochorde est considérée comme un dérivé mésodermique parce qu’elle dérive du nœud primitif et aboutit dans la couche mésodermique.
★ À maîtriser
La formation de la notochorde transforme le processus notochordal creux en plaque aplatie, puis en tige pleine.
La notochorde participe à l’induction et à l’organisation précoces du développement ainsi qu’à l’induction des corps vertébraux.
Le 18e jour, une plaque neurale épaissie apparaît dans l’ectoderme, juste en avant du nœud primitif, sous l’effet de facteurs sécrétés par la notochorde.
Vers le 20e jour, les résidus de la ligne primitive se regroupent en une masse caudale médiane de mésoderme appelée bourgeon caudal ou éminence caudale, à l’origine de la plupart des structures caudales du corps.
Le bourgeon caudal fournit des cellules permettant l’extension caudale de l’embryon et contribue à la partie caudale du tube neural par neurulation secondaire, aux cellules des crêtes neurales sacrales et coccygiennes ainsi qu’aux somites caudaux.
Le réseau vasculaire extra-embryonnaire se forme au cours de la troisième semaine à partir du mésoblaste extra-embryonnaire, du pédicule embryonnaire, du chorion et de la splanchnopleure extra-embryonnaire.
Chaque îlot vasculo-sanguin comprend : une cavité correspondant à la lumière des vaisseaux, des cellules périphériques aplaties qui deviennent les cellules endothéliales, des cellules centrales qui deviennent les cellules sanguines
📌 Au placenta, la vascularisation maternelle forme les lacs sanguins et apporte nutriments et oxygène, tandis que la vascularisation fœtale se trouve à l’intérieur des villosités ; ces deux circulations ne s’échangent pas.
Compléments
📌 La plaque neurale est large à l’extrémité céphalique, future région du cerveau, et plus fine et courte à l’extrémité caudale, future région de la moelle épinière.
Après l’induction neurale, les cellules ectodermiques forment une plaque épaisse pseudostratifiée de cellules cylindriques appelées cellules neuroépithéliales neuroectodermiques.
La plaque neurale se forme d’abord à l’extrémité crâniale, puis se différencie dans le sens cranio-caudal.
Les lèvres latérales de la plaque neurale donnent des cellules de la crête neurale qui se détachent lors de la formation du tube neural et migrent dans l’embryon pour former diverses structures.
L’encéphale présomptif comprend :
La notochorde induit la plaque neurale ; la régression de la ligne primitive contribue au bourgeon caudal.
★ À maîtriser
📌 Le réticulum endoplasmique granuleux ou rugueux (REG ou RER) porte des ribosomes sur sa surface, tandis que le réticulum endoplasmique lisse (REL) en est dépourvu.
📌 Les ribosomes libres, souvent regroupés en polysomes, synthétisent généralement des protéines à destination intracellulaire, tandis que les ribosomes associés au REG synthétisent surtout des protéines destinées à l’extérieur de la cellule et aussi des protéines membranaires.
Pour être adressée au REG, la protéine naissante porte un peptide signal qui recrute la SRP ; celle-ci amène le ribosome au récepteur du REG, la traduction se poursuit dans le translocon, Bip accompagne le repliement jusqu’à la structure tertiaire, puis la signal peptidase clive le peptide signal.
Le REG assure la synthèse et le repliement des protéines, le contrôle de leur qualité et leur transport intracellulaire.
Le REL assure la synthèse, le métabolisme et le trafic des lipides, la détoxification des médicaments et la dynamique ainsi que l’homéostasie des ions calcium intracellulaires.
Compléments
Les mitochondries et les peroxysomes ne font pas partie du système endomembranaire, contrairement à l’appareil de Golgi.
Les cellules séreuses sont foncées et riches en REG et en vésicules de sécrétion de protéines, tandis que les cellules muqueuses sont plus claires et sécrètent un produit riche en glucides.
La glande salivaire est une glande mixte dont la salive contient des constituants séreux protéiques et muqueux glucidiques, et dont les vésicules de sécrétion sont concentrées aux pôles apicaux des cellules.
Dans les cellules du pancréas exocrine, des amas de REG sont présents au pôle basal et les cellules sont organisées en acini entourant un canal excréteur.
L’hématoxyline, colorant basique, colore principalement le noyau en bleu ou violet, tandis que l’éosine, colorant acide, colore le cytoplasme en teintes orangées.
Les protéines traduites par le REG comprennent : les protéines membranaires, les protéines plasmatiques, dont l’albumine, les anticorps, les facteurs de coagulation et les cytokines, les protéines de la matrice extracellulaire, dont la fibronectine, l’élastine, la fibrine et le collagène, les hormones, comme l’insuline
Le réticulum endoplasmique peut être mis en évidence par fluorescence avec une sonde ayant une affinité pour un organite ou par immunohistochimie avec un anticorps dirigé contre une protéine spécifique, comme la calréticuline pour les réticulums endoplasmiques.
📌 En immunohistochimie directe, le premier anticorps porte le fluorochrome ; en méthode indirecte, un second anticorps dirigé contre le premier porte le fluorochrome, ce qui augmente la sensibilité mais aussi le bruit de fond.
Dans les motoneurones, les corps de Nissl sont des amas de REG présents dans le corps cellulaire et les cônes d’implantation des dendrites, mais absents des dendrites et de l’axone selon la description du cours.
Dans les hépatocytes intoxiqués par un médicament, le REL peut hypertrophier afin de participer à la détoxification.
REG avec ribosomes pour les protéines ; REL sans ribosomes, associé aux lipides.
★ À maîtriser
Dans le suivi d’une protéine sécrétée, celle-ci passe successivement du REG à l’appareil de Golgi puis aux vésicules de sécrétion.
L’appareil de Golgi assure la modification post-traductionnelle des protéines.
L’appareil de Golgi possède une face cis tournée vers le réticulum endoplasmique et une face trans tournée vers la membrane plasmique ; les protéines entrent par la face cis et sortent par la face trans.
Après modification par l’appareil de Golgi, une protéine peut être transportée : vers les lysosomes, vers le milieu extracellulaire, vers la membrane plasmique, où la vésicule fusionne avec la membrane
📌 La sécrétion constitutive est présente dans toutes les cellules, tandis que la sécrétion contrôlée nécessite un signal et n’existe que dans les cellules spécialisées.
L’intérieur du lysosome contient de nombreuses enzymes qui doivent rester à un pH inférieur à 4,5, et sa membrane possède des pompes à protons et des canaux ioniques Cl⁻.
🔄 La formation et l’activation du lysosome suivent ces étapes :
Compléments
L’expérience de pulse-chase consiste à fournir un métabolite marqué incorporé dans la molécule à suivre, puis à observer sa localisation à différents temps.
Le plasmocyte est un lymphocyte B spécialisé dans la production d’anticorps sécrétés dans le sang.
La cryofracture consiste à congeler l’échantillon, à le fracturer par chocs mécaniques, à sublimer l’eau sous vide, à déposer des sels de métaux lourds et des fils de carbone pour renforcer l’empreinte, puis à éliminer le reste de l’échantillon par des solutions acides.
La cryofracture révèle l’empilement de membranes et de saccules de l’appareil de Golgi, souvent organisé en arc de cercle.
La cytométrie en flux d’imagerie fait passer des cellules séparées par un flux devant un laser, détecte leur fluorescence et les classe selon l’intensité du signal et leur surface.
Le marqueur GM130 permet de suivre l’appareil de Golgi et sa fragmentation lors de la division cellulaire.
Les vésicules de sécrétion sont observées en microscopie électronique à transmission et peuvent contenir des protéines ou des zymogènes, précurseurs d’enzymes notamment présents dans le pancréas exocrine.
★ 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, le profil d’une population cellulaire traitée par 600 nM d’indibuline montre une accumulation des cellules en phase G2-M.
L’effet de l’indibuline sur le blocage en G2-M est dose-dépendant : une concentration plus élevée entraîne une plus grande proportion de cellules bloquées.
Plus la concentration d’indibuline augmente, plus l’inhibition de la prolifération cellulaire augmente.
📌 La tubuline alpha soluble est monomérique, tandis que sa fraction polymérique constitue les microtubules.
L’indibuline raréfie et désorganise les microtubules, inhibant leur dynamisme ainsi que l’organisation des fuseaux mitotiques.
Mad2 et BubR1 sont des protéines associées aux microtubules qui servent de points de contrôle de la mitose et, lorsqu’elles sont présentes ensemble, inactivent APC/C et bloquent la division cellulaire.
L’augmentation de la concentration d’indibuline augmente les taux de marquage par l’annexine V et l’iodure de propidium, indiquant une hausse des cellules apoptotiques et nécrotiques.
Les effets observés à forte concentration d’indibuline comprennent : un blocage en G2-M, une inhibition de la prolifération, une inhibition de la polymérisation et du dynamisme des microtubules, un blocage de la séparation des chromatides sœurs, une augmentation de la mort cellulaire
Compléments
PH3, une histone phosphorylée impliquée dans la compaction de l’ADN pendant la mitose, sert de marqueur des cellules en phase G2-M dans les observations présentées.
L’augmentation de la concentration d’indibuline accroît le nombre et le pourcentage de cellules marquées par PH3, ce qui confirme l’accumulation en G2-M.
Pour vérifier si l’effet de l’indibuline est réversible, on peut suivre les cellules à H24, H48 et H72, ou retirer la molécule par wash out et observer si les cellules reprennent un cycle cellulaire.
Le Western blot sépare les protéines selon leur poids moléculaire, les transfère du gel d’acrylamide vers une membrane de nitrocellulose, bloque les sites non spécifiques avec de la BSA ou du lait, incube la membrane avec un anticorps primaire puis un anticorps secondaire couplé à la HRP, et révèle le signal par chimioluminescence.
L’indibuline augmente la fraction soluble de tubuline alpha et diminue sa fraction polymérisée ; à 900 nM, son effet présenté est comparable à celui de 25 nM de vinblastine.
L’ultracentrifugation sépare les fractions de tubuline soluble et polymérique : la fraction soluble se trouve en haut du tube et la fraction polymérique au fond.
Indibuline ↑ → microtubules perturbés → mitose bloquée
★ À maîtriser
Les éléments riches en mitochondries cités sont :
Dans le myoblastome, le traitement peut ralentir la progression tumorale sans être curatif, et l’étude décrite cherche à comprendre les mécanismes de résistance au traitement.
Dans le contexte décrit, les mitochondries peuvent conférer aux cellules tumorales une plasticité leur permettant de s’adapter ou de résister à un stress, et elles favorisent la production de métabolites et la survie tumorale.
Compléments
Dans le néphrocyte, les mitochondries fournissent l’ATP nécessaire aux transports actifs impliqués dans les échanges ioniques entre l’urine primitive et le sang.
Les replis membranaires basaux du néphrocyte augmentent la surface disponible pour les échanges, notamment la réabsorption de l’eau.
Les mitochondries du spermatozoïde sont enroulées en spirale autour du flagelle et fournissent l’énergie nécessaire à son déplacement.
Le cardiomyocyte possède un seul noyau central, des striations liées à l’organisation en sarcomères et de nombreuses mitochondries nécessaires à la contraction.
Les stries scalariformes du muscle cardiaque correspondent à des zones de jonctions qui contribuent à la cohésion du tissu.
Le glioblastome est une tumeur cérébrale de pronostic très défavorable, traitée notamment par chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie.
Le témozolomide, abrégé TMZ, est la molécule de chimiothérapie la plus utilisée dans le traitement du glioblastome.
Le myoblastome contient des cellules immatures, des cellules prolifératives et des cellules souches tumorales.
| Notion | Rôle | Altération |
|---|---|---|
| Proto-oncogènes | Favorisent croissance et division | Une mutation peut créer un oncogène |
| Gènes suppresseurs | Répriment le cycle et favorisent l’apoptose | La mutation entraîne une perte de fonction |
| Filament | Diamètre | Constituant ou propriété |
|---|---|---|
| Actine | 7 nm | Actine ; notamment en périphérie cellulaire |
| Intermédiaire | 10 nm | Polymères protéiques résistants et durables |
| Microtubule | 25 nm | Cylindre creux constitué de tubuline alpha et bêta |
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