Fiche de révision : Apoptose et mort cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Formes et caractéristiques de mort cellulaire
2. Définition et rôles de l’apoptose
3. Transformations morphologiques apoptotiques
4. Caspases et exécution apoptotique
5. Famille Bcl-2 et perméabilisation mitochondriale
6. Voies extrinsèque et intrinsèque
7. Régulation et méthodes d’étude

📖 1. Formes et caractéristiques de mort cellulaire

★ À maîtriser

📌 La nécrose est une mort cellulaire non programmée liée à un processus pathologique et accompagnée d’inflammation.

• L’autophagie se caractérise par des vésicules à double membrane, la dégradation des organites et un rôle important des lysosomes.

Compléments

• La nécrose se caractérise par le gonflement de la cellule et de ses organites, la rupture des membranes, une dégradation aléatoire de l’ADN et une réaction inflammatoire.

• La sénescence se caractérise notamment par l’arrêt de la réplication, une granulation du cytoplasme et une activité β-gal accrue.

• La nécrose peut être provoquée par des infections, des traumatismes ou des poisons, tandis que les dommages de l’ADN et le stress oxydatif figurent parmi les causes associées à l’apoptose.

💡 Astuce mémo

Nécrose : membrane rompue et inflammation ; apoptose : cellule rétractée et corps apoptotiques.

📖 2. Définition et rôles de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptose : L’apoptose est une mort cellulaire programmée par laquelle des cellules déclenchent leur autodestruction à la suite d’un signal multicellulaire spécifique.

★ À maîtriser

• Au cours du développement embryonnaire, certaines cellules produites en excès meurent selon des critères précis afin de générer des structures particulières propres à l’organe.

Compléments

• L’apoptose intervient dans différents mécanismes physiologiques et tissulaires.

📌 Une cellule en train de mourir est engagée dans un processus impliquant plusieurs mécanismes, tandis qu’une cellule morte a achevé ce processus.

• La fin de la mort cellulaire se caractérise par : la perte de l’intégrité de la membrane plasmique, la fragmentation de la cellule, la phagocytose des fragments cellulaires

💡 Astuce mémo

Production cellulaire excédentaire → élimination sélective → structures embryonnaires.

📖 3. Transformations morphologiques apoptotiques

★ À maîtriser

• 🔄 Les transformations morphologiques de l’apoptose progressent ainsi :

  1. condensation
  2. fragmentation
  3. formation de corps apoptotiques

• L’apoptose provoque des protubérances membranaires, une diminution du volume cellulaire, la condensation de la chromatine, la fragmentation de l’ADN, la dégradation des protéines et l’exposition des phosphatidylsérines par inversion du feuillet membranaire sans perte d’intégrité membranaire.

Compléments

• Les corps apoptotiques sont digérés par les cellules voisines ou par les macrophages.

💡 Astuce mémo

Condensation → fragmentation → corps apoptotiques.

📖 4. Caspases et exécution apoptotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Caspases : Les caspases sont des protéases à cystéine dépendantes de l’aspartate qui clivent leurs substrats après un résidu Asp et réalisent la plupart des changements morphologiques apoptotiques.

★ À maîtriser

• Les caspases initiatrices des groupes II sont les caspases-2, -8, -9, -10 et -12, et leurs prodomaines longs portent des domaines CARD et DED.

• Les caspases effectrices du groupe III sont :

  • caspase-3
  • caspase-6
  • caspase-7

Compléments

• Chez l’humain, il existe 14 caspases, dont les deux tiers ont une fonction dans l’apoptose.

• Les caspases du groupe I sont :

  • caspase-1
  • caspase-4
  • caspase-5
  • caspase-13

• Les caspases comportent quatre domaines principaux clivés en deux étapes pour produire une caspase active, et leur grande sous-unité porte le site actif QACXG.

💡 Astuce mémo

I-I-E : groupe I non apoptotique, initiatrices, effectrices.

📖 5. Famille Bcl-2 et perméabilisation mitochondriale

★ À maîtriser

• Les protéines de la famille Bcl-2 possèdent des domaines d’homologie BH ; les protéines anti-apoptotiques en possèdent quatre, de BH1 à BH4.

• Les protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL inhibent la perméabilisation de la membrane mitochondriale externe.

• 🔄 En réponse à un signal apoptotique, Bax, Bad et Bak : passent du cytosol à la membrane mitochondriale externe, s’y oligomérisent, inactivent les protéines anti-apoptotiques, participent à la formation de pores

Compléments

• Les protéines pro-apoptotiques de la famille Bcl-2 comprennent des protéines à plusieurs domaines et des protéines BH3-only ; certaines BH3-only, comme BIK et Hrk, possèdent un domaine transmembranaire.

• Les protéines de la famille Bcl-2 régulent l’ouverture ou la fermeture des mégapores mitochondriaux et la libération de substances, notamment du cytochrome c, qui activent les caspases.

💡 Astuce mémo

Bcl-2/Bcl-XL ferment les pores ; Bax/Bad/Bak les ouvrent.

📖 6. Voies extrinsèque et intrinsèque

★ À maîtriser

• Les récepteurs de mort possèdent quatre domaines extracellulaires riches en cystéine et un domaine de mort DD dans leur région cytoplasmique, qui sert au recrutement.

• 🔄 Dans la voie mitochondriale dépendante des caspases :
  1. le cytochrome c est libéré dans le cytoplasme
  2. le cytochrome c se fixe à Apaf-1
  3. l’apoptosome se forme

Compléments

• Le DISC signifie Death-Inducing Signaling Complex, FADD signifie Fas Associated Death Domain et TRADD signifie TNFR-Associated Death Domain protein.

• La voie mitochondriale indépendante des caspases implique AIF, une flavoprotéine de 57 kDa dotée de séquences d’adressage mitochondrial et nucléaire, qui est libérée dans le cytoplasme puis gagne le noyau, se lie à l’ADN et en induit la destruction ; ce mécanisme est surtout décrit pour les neurones.

• La voie extrinsèque et la voie intrinsèque sont présentées comme deux voies d’activation des caspases.

💡 Astuce mémo

Cytochrome c → Apaf-1 → apoptosome.

📖 7. Régulation et méthodes d’étude

★ À maîtriser

• L’exposition des phosphatidylsérines peut être détectée par l’annexine V en cytométrie de flux.

Compléments

• FLIP régule l’apoptose en agissant comme un récepteur leurre de FADD.

• Les IAP (Inhibitor of Apoptosis Protein) régulent l’apoptose et constituent un dernier verrou avant son exécution ; leurs antagonistes mitochondriaux les inhibent.

• La régulation de l’apoptose par p53 est présentée dans le cours.

• La fragmentation de l’ADN est une méthode d’étude de l’apoptose.