Fiche de révision : Destins cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Destins cellulaires et G0
2. Apoptose, nécrose et autophagie
3. Voies et exécution de l’apoptose
4. Contrôles moléculaires de l’apoptose
5. Sénescence et vieillissement cellulaire
6. Télomères et limite de Hayflick
7. Mécanismes de la sénescence
8. Conséquences du vieillissement
9. Différenciation et potentiel cellulaire
10. Mécanismes et reprogrammation cellulaire

📖 1. Destins cellulaires et G0

🔑 Notions clés & Définitions

• Quiescence : Arrêt réversible du cycle cellulaire correspondant au passage d’une cellule de G1 à G0, avec possibilité de retour à la prolifération.

📝 Points essentiels

• À partir de G0, une cellule peut entrer en apoptose, en sénescence ou en différenciation.

📖 2. Apoptose, nécrose et autophagie

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptose : Mort cellulaire programmée, très régulée, qui contribue à l’homéostasie tissulaire sans provoquer de réaction inflammatoire.
• Nécrose : Mort cellulaire passive et uniquement pathologique, caractérisée par la rupture de la membrane plasmique, la libération du contenu cellulaire et une réaction inflammatoire.
• Autophagie : Mécanisme hautement régulé d’auto-dégradation partielle de la cellule en situation de stress, pouvant conduire à la survie ou à la mort selon son intensité.

★ À maîtriser

• L’apoptose se manifeste par condensation de la chromatine, fragmentation régulière de l’ADN, fragmentation du noyau, formation de corps apoptotiques puis phagocytose par les macrophages.

Compléments

• Lors de l’autophagie, une membrane d’isolation forme un phagophore qui englobe des organites ou macromolécules, devient un autophagosome, puis fusionne avec un lysosome pour former un autolysosome où le contenu est dégradé.

💡 Astuce mémo

Apoptose propre, nécrose inflammatoire, autophagie adaptative

📖 3. Voies et exécution de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Caspases : Cystéine-protéases cytosoliques qui clivent des protéines et comprennent des caspases initiatrices, comme les caspases 8 et 9, et des caspases effectrices, comme les caspases 3, 6 et 7.

★ À maîtriser

📌 La voie intrinsèque de l’apoptose est déclenchée par des dommages de l’ADN et la voie extrinsèque par des ligands se fixant sur des récepteurs de mort membranaires.

• Les deux voies de l’apoptose convergent vers l’activation de la caspase 3.

Compléments

• Le clivage des substrats par les caspases provoque notamment la fragmentation du noyau, la perte de l’architecture cellulaire, la fragmentation de l’ADN et une dérégulation du cycle cellulaire.

💡 Astuce mémo

Intrinsèque = mitochondrie ; extrinsèque = récepteur de mort

📖 4. Contrôles moléculaires de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• p53 : « Gardienne du génome » qui reconnaît les anomalies de l’ADN et oriente la cellule vers la réparation et la progression du cycle ou vers l’apoptose si les dommages sont irréversibles.

📝 Points essentiels

• Dans la voie intrinsèque, les dommages de l’ADN favorisent la libération du cytochrome C, l’assemblage de l’apoptosome avec APAF-1 et la procaspase 9, l’activation de la caspase 9 puis celle de la caspase 3.

📌 Les protéines anti-apoptotiques de la famille Bcl2 empêchent la sortie du cytochrome C, tandis que les protéines pro-apoptotiques comme Bax la favorisent.

• 🔄 La voie extrinsèque se déroule selon les étapes suivantes:
  1. Fixation d’un ligand de mort au récepteur transmembranaire
  2. Trimérisation du récepteur
  3. Recrutement de FADD et de la procaspase 8
  4. Formation du DISC
  5. Activation de la caspase 8 puis des caspases effectrices

💡 Astuce mémo

ADN endommagé → p53 → cytochrome C → apoptosome → caspases

📖 5. Sénescence et vieillissement cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Sénescence : Arrêt irréversible du cycle cellulaire sans mort cellulaire ni division, malgré la présence de facteurs mitogènes.

📝 Points essentiels

📌 La sénescence physiologique correspond à la sénescence réplicative, tandis que la sénescence pathologique est une sénescence prématurée induite par des stress cellulaires.

💡 Astuce mémo

Sénescence : arrêt irréversible sans mort ; apoptose : mort programmée

📖 6. Télomères et limite de Hayflick

🔑 Notions clés & Définitions

• Télomères : Portions terminales des chromosomes constituées de séquences répétées d’ADN non codantes, dont la séquence humaine est TTAGGG.
• Limite de Hayflick : Longueur télomérique critique à partir de laquelle une cellule ne peut plus se diviser et entre en sénescence réplicative.

📝 Points essentiels

• Dans une cellule somatique normale, les télomères raccourcissent de 50 à 200 pb par mitose et mesurent initialement environ 5 à 15 kb chez l’homme.

💡 Astuce mémo

Érosion télomérique → limite de Hayflick → sénescence réplicative

📖 7. Mécanismes de la sénescence

🔑 Notions clés & Définitions

• SASP : Phénotype sécrétoire associé à la sénescence, caractérisé par la production de cytokines, de chémokines et de protéases souvent pro-inflammatoires.

★ À maîtriser

📌 La réponse aux dommages de l’ADN peut empêcher ou provoquer la sénescence selon son efficacité et les effecteurs moléculaires impliqués, notamment p53.

Compléments

• Les facteurs de sénescence prématurée comprennent:
  • Activation d’oncogènes
  • Stress métaboliques
  • Anomalies des télomères
  • Stress oxydants
  • Médicaments cytotoxiques
  • Culture cellulaire

💡 Astuce mémo

DDR et SASP : dommages détectés, facteurs sécrétés

📖 8. Conséquences du vieillissement

★ À maîtriser

• L’accumulation de cellules sénescentes peut conduire au vieillissement ou au cancer, tandis que leur phagocytose peut favoriser la régression tumorale, l’homéostasie tissulaire, le développement embryonnaire, le rajeunissement et la régénération.

Compléments

• En France, les données de 2014 indiquent une espérance de vie totale de 79 ans chez les hommes et de 85 ans chez les femmes, contre une espérance de vie en bonne santé de 60 et 65 ans respectivement.

• La progéria est liée à une mutation du gène LMNA et réduit l’espérance de vie à 13-14 ans, tandis que le syndrome de Werner est lié à une mutation du gène WRN codant une hélicase.

💡 Astuce mémo

Accumulation de cellules sénescentes → vieillissement et pathologies

📖 9. Différenciation et potentiel cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Différenciation cellulaire : Phénomène partiellement génétiquement déterminé et hautement contrôlé par lequel une cellule acquiert des caractéristiques spécifiques lui permettant d’exercer des fonctions particulières.

★ À maîtriser

📌 Les cellules totipotentes peuvent donner tous les types cellulaires, les cellules multipotentes plusieurs types cellulaires et les cellules unipotentes un seul type cellulaire.

Compléments

• Dans l’organogenèse hépatique, une cellule destinée au foie peut se différencier en hépatocyte ou en cellule de Küpffer.

💡 Astuce mémo

Totipotente → multipotente → unipotente → cellule spécialisée

📖 10. Mécanismes et reprogrammation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellules iPS : Cellules reprogrammées génétiquement pour réactiver les caractéristiques d’une cellule pluripotente à partir d’une cellule unipotente.

★ À maîtriser

• La différenciation résulte de l’activation de certains gènes et de la répression d’autres gènes selon l’orientation prise par la cellule.

• Les facteurs déterminant la différenciation sont:

  • Facteurs diffusibles
  • Matrice extracellulaire
  • Contacts cellule-cellule

• Les quatre gènes nécessaires à la reprogrammation iPS sont:

  • Oct3/4
  • Sox2
  • c-Myc
  • Klf4

Compléments

• Les applications potentielles des cellules iPS comprennent la restauration de fonctions déficientes et la thérapie cellulaire.

💡 Astuce mémo

Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4 : les quatre facteurs iPS

📊 Tableaux de synthèse

Comparer les principaux destins cellulaires