Fiche de révision : Apoptose et mort cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Apoptose et nécrose
2. Caractéristiques biochimiques comparées
3. Rôles et conséquences de l’apoptose
4. Caspases et voies apoptotiques
5. Voie extrinsèque et voie Fas
6. Voie intrinsèque et apoptosome
7. Régulation par la famille Bcl2
8. Freins mitochondriaux de l’apoptose

📖 1. Apoptose et nécrose

📝 Points essentiels

• L’apoptose provoque une atrophie cellulaire, tandis que la nécrose provoque un gonflement cellulaire suivi d’une lyse.

• L’apoptose touche une cellule ou quelques cellules individuelles, tandis que la nécrose affecte un groupe de cellules pouvant représenter une grande zone tissulaire.

• Dans l’apoptose, la cellule se fragmente en corps apoptotiques entourés de membrane plasmique intacte, tandis que la nécrose s’accompagne d’une rupture de la membrane plasmique.

• L’apoptose est phagocytée par les macrophages sans réaction inflammatoire, tandis que la nécrose libère des DAMPs et des protéases qui déclenchent une réaction inflammatoire.

💡 Astuce mémo

Apoptose : cellule emballée et phagocytée ; nécrose : cellule gonflée et inflammatoire

📖 2. Caractéristiques biochimiques comparées

★ À maîtriser

📌 L’apoptose produit une fragmentation internucléosomique de l’ADN en fragments de 50-300 kb, tandis que la nécrose entraîne une digestion aléatoire de l’ADN en fragments de taille variable.

• L’apoptose entraîne une perte du potentiel électrique de la membrane mitochondriale interne et la libération du cytochrome C dans le cytosol, tandis que l’ADN mitochondrial reste intact.

• Lors de l’apoptose, la phosphatidylsérine est transférée de la monocouche cytosolique vers la monocouche externe de la membrane plasmique, ce qui permet la reconnaissance des corps apoptotiques.

Compléments

📌 Dans l’apoptose, l’expression génique et l’ATP sont nécessaires, tandis que l’expression génique est facultative et l’ATP déplété dans la nécrose.

💡 Astuce mémo

Apoptose : ADN ordonné et ATP conservé ; nécrose : ADN aléatoire et ATP épuisé

📖 3. Rôles et conséquences de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptose : Processus physiologique de mort cellulaire génétiquement programmé, présent chez tous les organismes multicellulaires.

★ À maîtriser

• L’apoptose participe au développement embryonnaire, notamment lors de la résorption de la queue du têtard et de la formation des doigts et des orteils du fœtus.

• Chez l’adulte, l’apoptose maintient l’homéostasie et l’intégrité génomique en équilibrant la mort et la prolifération cellulaires et en éliminant les cellules présentant des lésions irréparables, notamment de l’ADN.

• 🔄 La capture d’une cellule apoptotique suit trois étapes:

  1. Acquisition de signaux « trouvez-moi »
  2. Acquisition de signaux « mangez-moi », principalement la phosphatidylsérine
  3. Perte des signaux « ne me mangez pas » CD47 et CD31

Compléments

• L’inhibition anormale de l’apoptose peut favoriser les cancers, les maladies auto-immunes et les infections virales, tandis que son activation anormale peut contribuer au SIDA, aux maladies neurodégénératives et aux lésions ischémiques.

💡 Astuce mémo

Signaux « trouvez-moi » et « mangez-moi » → phagocytose silencieuse

📖 4. Caspases et voies apoptotiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Caspases : Protéases à cystéine qui clivent leurs cibles après des résidus d’acide aspartique et activent une cascade protéolytique apoptotique.

📝 Points essentiels

• Les deux voies apoptotiques passent par une phase d’initiation, une phase de décision avec activation des caspases initiatrices, puis une phase d’exécution assurée par les caspases effectrices.

• Les procaspases inactives sont activées par coupure protéolytique, permettant l’association de deux sous-unités en hétérodimère puis la formation d’un tétramère actif qui active d’autres procaspases en cascade.

📌 Les caspases initiatrices comprennent les caspases 6, 8, 9 et 12, tandis que les caspases effectrices comprennent les caspases 2, 3 et 7.

💡 Astuce mémo

Initiation → décision → exécution

📖 5. Voie extrinsèque et voie Fas

🔑 Notions clés & Définitions

• DISC : Complexe de signalisation formé notamment de FADD et de la caspase 8, responsable de l’induction de la voie extrinsèque de l’apoptose.

★ À maîtriser

• Les principaux récepteurs de mort sont:

  • TNFR1
  • FAS ou CD95
  • DR4 ou TRAIL-R

• Dans la voie Fas/FasL, FasL trimérise Fas, recrute FADD et les procaspases 8 ou 10, puis la caspase 8 active la caspase 3 qui active CAD, laquelle clive l’ADN nucléaire.

Compléments

• FasL est présent à la surface des lymphocytes T cytotoxiques et peut déclencher l’apoptose d’une cellule cible cancéreuse ou infectée par un virus.

💡 Astuce mémo

Fas-L → Fas trimérisé → FADD → caspase 8 → caspase 3

📖 6. Voie intrinsèque et apoptosome

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptosome : Heptamère formé par l’oligomérisation d’Apaf1 après sa liaison au cytochrome C libéré dans le cytosol.

📝 Points essentiels

• La voie intrinsèque peut être déclenchée par:

  • Des lésions irréversibles de l’ADN
  • La perte de l’adhésion cellule-matrice extracellulaire
  • Un manque d’oxygène, de nutriments ou de facteurs de survie

• Le cytochrome C, normalement situé dans l’espace intermembranaire mitochondrial, est libéré dans le cytosol lorsque la perméabilité de la membrane mitochondriale externe augmente.

• Dans l’apoptosome, Apaf1 recrute la procaspase 9, active la caspase 9, puis celle-ci active la caspase 3 exécutrice.

💡 Astuce mémo

Cytochrome c → Apaf1 → apoptosome → caspase 9 → caspase 3

📖 7. Régulation par la famille Bcl2

🔑 Notions clés & Définitions

• Famille Bcl2 : Protéines qui contrôlent la libération du cytochrome C mitochondrial et dont l’équilibre détermine l’engagement de la cellule en apoptose.

★ À maîtriser

📌 Les protéines Bcl2 pro-apoptotiques comprennent BAX, BAK et BOK, tandis que les protéines anti-apoptotiques comprennent BCL2, BCL-XL, BCL-W, MCL1, BCL2A1 et BCL-B.

• Les protéines anti-apoptotiques Bcl2 bloquent l’oligomérisation de Bax et/ou Bak à la membrane mitochondriale externe.

Compléments

• Les protéines BH3-only comprennent BIK, HRK, BIM, BAD, BID, PUMA, NOXA et BMF et favorisent l’apoptose en inhibant les protéines Bcl2 anti-apoptotiques.

💡 Astuce mémo

Bcl2 anti-apoptotiques retiennent Bax/Bak ; BH3-only les libèrent

📖 8. Freins mitochondriaux de l’apoptose

★ À maîtriser

• Après un stimulus pro-apoptotique, BAX et BAK changent de conformation, s’oligomérisent et s’insèrent dans la membrane mitochondriale externe pour former un pore qui libère le cytochrome C.

• Les IAP inhibent l’apoptose soit en se liant directement aux caspases actives et en bloquant leur activité protéolytique, soit en agissant comme des ubiquitine ligases qui induisent leur dégradation.

Compléments

• Le pore de transition de perméabilité, ou PTP, permet l’entrée d’eau dans la matrice mitochondriale, provoquant un gonflement osmotique, la perte du gradient électrochimique des ions H+ et la rupture de la membrane mitochondriale externe.

• SMAC est libéré dans le cytosol en même temps que le cytochrome C et constitue un inhibiteur des IAP.

📊 Tableaux de synthèse

Apoptose versus nécrose

Classes de caspases