Aujourd'hui, nous nagerons dans le fleuve du premier cycle.
Ce soir, nous aborderons le thème : "ASPECTS PATHOLOGIQUES DU CYCLE CELLULAIRE".
Au clavier, c'est Kevy Nguya, Doc1 Sortant, UK-Famed.
Plan de l'Expo :
- Introduction
- Définitions des concepts
- Rappel du cycle cellulaire
- Régulation du cycle cellulaire et Apoptose
- Facteurs influençant le cycle cellulaire
Introduction
La taille d’un organe ou organisme dépend principalement de sa masse cellulaire totale qui dépend à la fois du nombre total de cellules et la taille des cellules. Le nombre de cellules dépend, lui, de l’équilibre entre la division cellulaire et la mort cellulaire. Ainsi, la taille d’un organe ou d’un organisme est dès lors déterminée par 3 processus fondamentaux : la croissance cellulaire, la division cellulaire et la mort cellulaire. Chacun de ces processus est indépendamment régulé, à la fois, par des programmes intracellulaires et des molécules de signalisation extracellulaires.
(Lepira Bompeka, Éléments de physiopathologie)
I. Définition des concepts
1) la cellule: c'est l'unité fondamentale de structure et de fonction de la plupart d'êtres vivants.
>>>Je suis de l'école qui parle de la majorité, pas de la totalité étant donné la non exclusion des virus dans l'ensemble des vivants<<<
2) le cycle cellulaire: c'est le processus dans lequel la cellule passe entre deux divisions cellulaires.
3) la division cellulaire : je ma définis comme un processus par lequel une cellule donne naissance à au moins deux entités distinctes dont au moins l'une d'entre elles est une cellule.
II. Rappel du cycle cellulaire
La compréhension des mécanismes physiologiques de la division cellulaire est la clé de l'appréhension des mécanismes de prolifération cellulaire ainsi que des mécanismes d'action des cytostatiques.
Le cycle cellulaire comprend deux grandes parties : la mitose et l'interphase.
La mitose (ou la division cellulaire) se déroule en 4 étapes (5-6 selon les écoles):
• Prophase-Métaphase-Anaphase-Télophase
D'autres écoles incluent la prométaphase , et individualisent la cytodiérèse de la télophase. Au total 6 phases.
On va creuser dans chaque phase:👇🏽
A) La prophase:
Il y a ici, au niveau du noyau, une mise en évidence de la chromatine devenue compacte. En fait, hors de la division cellulaire, la chromatine est généralement lâche, dispersée dans le nucléoplasme. Elle se compacte en formant des structures en forme de bâtonnets : les chromosomes.
Dans la prophase, le noyau déjà connait une fissuration de sa membrane, ce qui libère dans le cytoplasme les chromosomes.
En plus, le centrosome donne naissance à deux centromères qui migrent chacun vers les pôles opposés de la cellule. De ces centromères émergent le fuseau mitotique qui sert d'échafaudage pour la migration des chromosomes.
Ils viennent donc compléter le cytosquelette, les centromères.
B) La métaphase:
Les chromosomes ainsi formés à la prophase, s'individualisent bien à la prométaphase puis se regroupent au milieu des deux pôles cellulaires formant la fameuse "plaque équatoriale".
C) L'anaphase:
Durant cette phase de la division cellulaire, les chromosomes sont scindés en chromatides (par fissuration verticale), et chaque chromatide migre au pôle opposé le long du fuseau mitotique grâce aux dynéines donnant ainsi un nombre égal de chromatides par pôle cellulaire à la fin de l'anaphase.
D) La télophase:
C'est pour nous la dernière étape du cycle cellulaire : il y a une constriction cellulaire finissant par devenir une scission effective de la cellule. Cette dernière devient donc double.
Passons à l'autre partie du cycle cellulaire : l'interphase.
Il s'écoule au cours de cette partie, 4 phases:
G0-G1-S-G2.
*G pour dire Gap (niveau, phase)
A) La phase G0: la cellule revient ici de la division cellulaire, elle est par conséquent entrain de récupérer et en plein repos. Aucune activité n'a lieu durant cette période.
C'est la phase de quiescence. Ce sont des cellules de réserve. Comme par exemple les souches hématopoïétiques, leur pool de réserve est donc fait des cellules en phase G0.
B) La phase G1: dès que la cellule entre dans cette phase, elle entre en pleine préparation du bagage nécessaire à la division cellulaire prochaine. Elle entre en synthèse des protéines, double le nombre d'organites cellulaires et reprend son volume normal parce que le volume est divisé de moitié après la division cellulaire.
C) La phase S ( S pour "Synthèse"): ici, il n'y a qu'une seule chose qui compte : la synthèse de l'ADN, sa duplication.
D) G2: elle correspond à la fin de synthèse d'ADN et à l'accumulation d'énergie pour la prochaine mitose.
QUELQUES ASPECTS PATHOLOGIQUES:
• Les médicaments aux propriétés cytostatiques (médicaments utilisés en chimiothérapie anticancéreuse) peuvent intervenir à n'importe quelle phase de la division cellulaire. La colchicine par exemple entraîne la stathmocinèse: l'arrêt de la mitose en métaphase.
• Le processus de production énergétique doit être efficacement maintenu stable durant le cycle cellulaire surtout en phase G2.
• Pendant la vieillesse par exemple, certaines cellules séniles déjà comme les spermatogonies, connaissent un problème de synthèse et de réserve énergétique>>> au cours de la division cellulaire, certains chromosomes ne migrent pas vers le pôle opposé>>> certains spermatozoïdes ont plus de chromosomes (24) que d'autres>>> quand ils féconderont un ovule, ils formeront un zygote à 47 chromosomes : c'est la trisomie.
C'est ce qui explique la croissance du risque de trisomie dans les couples âgés.
• Au cours de la télophase, on assiste habituellement à une caryocinèse (scission nucléaire) suivie de la cytodiérèse. Cependant, il y a possibilité qu'il se fasse l'une sans l'autre.
Ça pourrait donc aboutir à deux possibilités :
- si caryocinèse sans cytodiérèse >>> formation d'une cellule géante binuclée;
- si cytodiérèse sans caryocinèse>>> naissance de deux cellules dont une est anucléée et l'autre mononucléée avec deux lots chromosomiques donc tétraploïde .
Les cellules qui connaissent la caryocinèse sans cytodiérèse donnent naissance à des cellules géantes multinucléées qu'on appelle des "plasmodes". C'est le cas des mégacaryoblastes (précurseurs des plaquettes sanguines).
Les cellules qui connaissent la cytodiérèse sans caryocinèse donnent naissance à deux populations cellulaires: les anucléées et les tétraploïdes. Les anucléées peuvent survivre en état de quiescence (phase G0) parce qu'il n'y aura aucune commande nucléaire du cycle cellulaire. C'est le cas de certains ovules qui par exemple peuvent à la longue être fécondés par des spermatozoïdes et donner lieu à la maladie trophoblastique comme la grossesse molaire.
IV. Régulation du cycle cellulaire
Comme dit dans l'introduction, l'équilibre entre la division et la mort cellulaire définit la stabilité du nombre des cellules d'un organisme.
Les facteurs qui permettent la croissance cellulaire sont regroupés en trois catégories :
- les mitogènes: c'est le système "CDK-Cyclines-CKI"
- les facteurs de croissance (les hormones dont la plupart des cytokines à l'instar de l'EPO)
- les facteurs de survie luttant contre l'apoptose.
Certaines molécules peuvent se retrouver à la fois dans deux ou trois catégories différentes.
Par contre, l'apoptose est induite par des molécules appelées caspases.
Ces caspases sont sous la dépendance du gène P53.
Le système CDK-CYCLINES-CKI :
Ce système régule le passage de la cellule d'une étape à l'autre du cycle cellulaire. Chaque phase produit une cycline qui lui est spécifique (cycline D pour la phase G1, cycline A pour la phase S et cycline B pour la phase G2). Il existe alors des enzymes spécifiques du cycle cellulaire qui sont dépendantes de l'action des cyclines. Ces enzymes n'agissent que si elles sont liées aux cyclines. Ce sont des enzymes qui phosphorylent les molécules qu'activent les cyclines donc ce sont des Kinases dépendantes des cyclines (CDK).
Mécanisme d'action :
En début de la G1, la cycline D est synthétisée et se lie à ses CDK spécifiques (CDK4 et CDK6), les cyclines E se lient aux CDK2>>> ces complexes de cyclines-CDK vont ensemble activer la protéine du rétinoblastome (pRb).
Cette protéine (pRb), si elle est inactive, elle retient le facteur E2F qui est un facteur de transcription. Alors une fois qu'elle est activée, la pRb libère le facteur E2F.
Le facteur E2F va donc entraîner la transcription des gènes qui codent pour les protéines essentielles à la phase S (DNA polymérase et nombreuses autres enzymes pour permettre la duplication du matériel génétique).
Arrivé à la phase S, la cycline B aussi va former son complexe avec la CDK1. Ce complexe va également activer des protéines (encore mal identifiées) qui sont responsables de la transcription des gènes pour passer à la phase G2.
Au passage de G1 à la phase S, il se produit un contrôle, c'est ainsi que ça s'appelle le checkpoint. Ce contrôle vérifie la qualité du matériel génétique. Si la qualité est mauvaise, il y a induction de la transcription des gènes qui codent pour les inhibiteurs de CDK (CDKI). Ces gènes sont donc pro-apoptotiques...
QUELQUES ASPECTS PATHOLOGIQUES :
• Pour nombreuses cellules notamment les globules rouges, la molécule stimulant la prolifération et la différenciation des cellules génitrices (érythropoïétine, EPO) agit sur des récepteurs extracellulaires à activité tyrosine-kinase intracellulaire (récepteur-enzyme). Les enzymes sont les molécules JAK2 dont le rôle est la phosphorylation des facteurs intracellulaires (STAT5) qui vont à leur tour être responsables d'une cascade moléculaire qui aboutira à la stimulation des gènes promitotiques. Il existe cependant des états dans lesquels la protéine JAK2 n'obéit plus seulement à la commande des facteurs de croissance (l'EPO par exemple), mais elle s'autoactive. Il s'agit d'une mutation dans le cas par exemple de la polyglobulie essentielle (Maladie de Vaquez).
• Les mutations et les états d'agression biomoléculaire (stress oxydatif par exemple ou irradiations) sont responsables d'activation des gènes promitotiques et/ou de l'inhibition des gènes pro-apoptotiques. Le déséquilibre ainsi créé a comme corollaire la prolifération anarchique des cellules avec formation des pathologies tumorales.
C'est par là que je clos pour ce soir.
Merci de m'avoir suivi.🙏🏼
Nous ouvrons la série d'interactions.
CAP KABA WhatsApp Forum, Décembre 2021 ©
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