PARTIE 2 : CYCLE

CELLULAIRE ET MORT

DES CELLULES

C HAP I TRE 2 : MORT C E L LULA I R E E T A POPTOSE

DE S C E L LULE S EUCARYOTE S

Module 1 Biologie cellulaire

E. Grelier

Lymphocyte en apoptose

2 - Conséquences cytologiques comparées de

l’apoptose et de la nécrose

E. Grelier

Lymphocytes d'un sujet infecté par le virus HIV, après incubation de

24 heures, en absence de stimulation (b) ou en présence d'un

stimulus (c) le "pokexeed" mitogène induisant l'apoptose. . .

2 - Conséquences cytologiques comparées de

l’apoptose et de la nécrose

E. Grelier

medidacte.timone.univ-mrs.fr/.../apoptose.jpeg

vidéo

E. Grelier

Principales différences entre apoptose et nécrose

Apoptose Nécrose

Evènement

Stimulus

Morphologie cellulaire

Volume cellulaire

Chromatine

Organites

Membrane plasmique

Cellules voisines

Inflammation

ADN

Actif et programmé

Fragmentation internucléosomale régulière

Passif et accidentel

Physiologique ou pathologique Pathologique

Diminué Augmenté

Condensée Non condensée

Dilatation RE et mitochondries Maintien global

Rupture Perte d’asymétrie membranaire (phosphatidylsérine feuillet externe) Bourgeonnement Corps apoptotiques

Phagocytose des corps apoptotiques par les macrophages

Libération du contenu cellulaire substances proinflammatoires

Non Oui

Fragmentation aléatoire et irrégulière

E. Grelier

3 - Programme moléculaire de déclenchement de

l’apoptose

La voie intrinsèque: liée aux stimuli internes

ouverture au niveau de la membrane mitochondriale

sortie dans le cytoplasme de facteurs apoptogéniques dont

le cytochrome c

entre dans la composition de l’apoptosome, complexe multiprotéique

(APAF-1 apoptotic protease activating factor, Procaspase 9, CytC)

Révélation de l’activité catalytique de la caspase 9 sur les caspases 3 et 7.

vidéo

E. Grelier

E. Grelier

4 - Programme moléculaire de déclenchement de

l’apoptose

La voie extrinsèque: liée aux stimuli externes des récepteurs membranaires

Interaction des récepteurs de mort Fas avec leur ligand naturel

Formation d’un complexe multiprotéique cytoplasmique appelé DISC (death-inducing

signaling complex)

initiation par ce complexe de l’enclenchement de la cascade apoptotique par

activation de la procaspase-8

l’activation de la caspase effectrice 3. .

E. Grelier

E. Grelier

E. Grelier

3 – Acteurs moléculaires

� Acteurs moléculaires : � Caspases = cystéines protéases intervenant dans

le processus de mort cellulaire

• Caspases initiatrices (8 et 9 notamment) • Caspases effectrices (3 par exemple)

� Activation des caspases

� Synthétisées sous la forme d’un précuseur inactif ou zymogène � Activation (en cascade) en enzymes protéolytiques

E. Grelier

3 – Acteurs moléculaires

� Substrats des caspases � Nucléases comme les DFF (Facteur de Fragmentation de l’ADN) dont l’activation

entraînent l’apparition de fragments de l'ADN génomique entre les nucléosomes

� Membres de la famille Bcl-2 (capables d’inhiber l’apoptose) comme Bid clivée par la caspase-8

� Lamines entraînant la condensation de la chromatine

� Protéines du cytosquelette comme � fodrine et gelsoline avec perte de la morphologie cellulaire � PAK-2 donnant l'apparition de bourgeonnements membranaires

� Poly (ADP-ribose) polymérase ou PARP participant physiologiquement à la réparation de l’ADN mais dont la sous unité clivée bloque toute réparation

E. Grelier

ApoptosomeApoptosomeApoptosomeApoptosome

Libération

Cytochrome c

Apaf-1

Procaspase 9

ATP

A I P

Procaspase 3

Procaspase 6

Procaspase 7

Caspase 3

Caspase 6

Caspase 7

Procaspase 8

Caspase 8

E. Grelier

E. Grelier

E. Grelier

Inhibition: Les membres de la famille bcl-2

peuvent inhiber l’apoptose par

modification de la perméabilité des

mitochondries.

5. Régulation

E. Grelier

Activation: Des protéines peuvent favoriser l’apoptose par

� Libération du cytochrome c par la mitochondrie (dimère Bax/Bax)

� Liaison aux protéines inhibitrices de l’apoptose (IAP) (protéine Smac-

Diablo)

5. Régulation

E. Grelier

6 – Mort cellulaire - Nécrose

� Définition de la nécrose ou mort cellulaire nécrotique

� processus passif � résultant d'une séquence d'événements cellulaires et tissulaires, qui

survient à la suite de perturbations profondes de l'environnement cellulaire

� affectant un groupe de cellules contiguës touchées par les substances toxiques libérées entraînent une expansion du phénomène nécrotique

� réaction inflammatoire typique de la nécrose créée par le relargage par les cellules lysées de différents composés comme � leucotriènes générés par la peroxydation des lipides membranaires, � composants mitochondriaux activant le complément

E. Grelier

6 – Mort cellulaire - Nécrose

� anomalies morphologiques observées

� perte de l'intégrité membranaire avec rupture de la membrane plasmique et perte de sa capacité à réguler les gradients osmotiques et ioniques

� entrée massive d'eau accompagnée d'électrolytes: gonflement

de la cellule et une augmentation de la perméabilité aux molécules extracellulaires

� altération des fonctions mitochondriales et du réticulum

endoplasmique par dilatation et vacuolisation � augmentation du volume nucléaire et digestion de manière

aléatoire de la chromatine par des protéases et des endonucléases

E. Grelier

medidacte.timone.univ-mrs.fr/.../apoptose.jpeg E. Grelier