Types de morts cellulaires Flashcards
Définition Apoptose et Nécrose dans les années 2000 ?
Apoptose : mort cellulaire programmée contrôlée par activation des caspases. Sur le plan morphologique se caractérise par une chromatine condensée, une fragmentation nucléaire, un maintien de l’intégrité membranaire (contenu intracellulaire ne se répand pas en dehors de la cellule), une formation de corps apoptotiques qui seront ensuite digérés.
Nécrose : mort accidentelle non contrôlée suite à un choc thermique ou biochimique. Se caractérise par un gonflement de la cellule avec condensation modérée de la chromatine qui est lysée (caryolyse), un stress oxydatif important, une rupture de la membrane qui va éclater avec déversement du contenu intracellulaire dans le milieu extracellulaire. Entraine un signal de danger.
Autophagie :
Définition ?
L’autophagie n’est pas en soi un processus de mort cellulaire mais plutôt un phénomène adaptatif, la cellule s’adapte à un stress et contrôle la dégradation de morceaux de son cytoplasme (dont protéines et organites). Survient par exemple suite à un stress du réticulum endoplasmique. L’autophagie consiste en une digestion d’organelles superflus, de mitochondries endommagées, de protéines mal repliées. Elle permet également un recyclage de composés divers qui sont source de nutriments en cas de déprivation/stress. Il existe une « signature autophagique » dans plusieurs mécanismes de morts cellulaires.
D’un point de vue morphologique on retrouve des vacuoles à double membrane phospholipidique qui forment des autophagosomes englobant des portions entières de cytoplasme (avec organelles).
Quel mécanisme de régulation ?
Comment les protéines abimées sont recrutées dans l’autophagosome ?
Comment peut-on visualiser les autophagosomes avec GFP ?
Déplétion ATP/facteurs de croissance = levée d’inhibition de TOR = mise en route de l’autophagie = recyclage pour nouvelle production d’énergie
Les autophagosomes sont caractérisés par des protéines membranaires. S’il n’y a pas de stress, la LC3 I est sous forme non conjuguée dans le cytoplasme.
Lors de la mise en route de l’autophagie la protéine LC3 est conjuguée à un acide gras, la phosphatidyléthanolamine pour s’intégrer dans la membrane des autophagosomes. Une fois à la membrane la LC3 II (LC3 I + Acide gras) recrute la protéine P62 (séquestrine) qui reconnait les protéines ubiquitinylées (abimées). Cette reconnaissance entraine la fusion dans l’autophagosome et le tout pourra rejoindre les lysosomes pour recyclage.
Construction GFP-LC3 (fluorescence verte), si on inhibe TOR avec de la Rapamycine on active l’autophagie et on observe des petits points verts qui correspondent aux multiples autophagosomes.
Lien entre autophagie / Apoptose et Cancer :
Réaction à stress modéré ?
Réaction à un stress fort ?
Si défaut apoptose ?
Si défaut apopotse et autophagie ?
- Stress modéré : Par autophagie la cellule se débarrasse des organelles endommagées et survit = adaptation.
- Stress est trop fort : engendre une apoptose.
- Situation pathologique : s’il existe un défaut d’autophagie la cellule ne peut pas d’adapter à un stress modéré et meurt par apoptose.
- Deuxième situation pathologique : s’il existe un défaut d’apoptose (contexte de lymphome avec expression de BCL2 par exemple), et qu’on stresse les cellules, celles-ci accumulent des dommages. L’autophagie se met en place et permet une réparation partielle avec survie de cellules anormales
- Troisième situation pathologique : s’il existe un défaut à la fois de l’apoptose et de l’autophagie la cellule accumule des dégâts dont des dommages de l’ADN (possibilités de mutations) et des mitochondries défectueuses. Ceci entraine soit une nécrose (compense le manque d’apoptose), soit, dans le cas d’apparition d’une mutation oncogène, une survie de cellule anormale.
Quel est le cas particulier de l’autosis ?
Il existe un cas particulier qui est la mort par autosis : la cellule se digère jusqu’à induire sa mort. Est décrit lors du développement de la drosophile et en situation pathologique lorsque l’apoptose est déficiente.
Nécroptose :
Définition ?
Comment montrer la nécroptose ?
Il s’agit d’une forme régulée de nécrose. La nécrose se définissait avant comme un processus accidentel accompagné d’oncose (gonflement) et de rupture de membrane. Dans les années 1975/1976 on démontre que la nécrose peut être induite si on ajoute du TNF dans le milieu des cellules de sarcome de souris, les cellules gonflent et explosent. La même expérience sur des cellules A549 montre le même phénomène avec aspect en oeufs sur le plat des cellules puis explosion.
Pour montrer la rupture des membranes on utilise l’iodure de propidium qui est un intercalant de l’ADN ne passant pas la membrane plasmique si elle est intègre. Ce composé devient fluorescent s’il est intercalé dans de l’ADN. Donc si la membrane explose (comme lors d’une nécrose), l’iodure de propidium pourra passer en intracellulaire, s’intercaler dans l’ADN et émettre de la fluorescence.
Si c’est un phénomène régulé alors on peut l’initier et le bloquer : exemple de médiateur activant et inhibant la nécrose ?
Des cellules en culture sont traitées au TNF pour induire de la nécrose, on ajoute ensuite des molécules diverses pour essayer de la bloquer. Ainsi a été identifiée la nécrostatine 1 qui bloque le processus.
Dans une lignée cellulaire de lymphocytes inactivés incapable d’activer la voie des caspases (apoptose déficiente) l’ajout de TNF induit de la nécrose. Dans cette lignée aussi la nécrose est aussi bloquée par la nécrostatine.
Si on active la voie extrinsèque de l’apoptose (TNF) et qu’on la bloque en aval par du zVAD on induit une nécrose. Il a été mis en évidence que la nécroptose est une alternative à apoptose si cette dernière est déficiente, et celle-ci est inhibée par la nécrostatine.
Autre crible pour montrer que ce phénomène est régulé : blocage des caspases/de l’apoptose avec ajout de divers SiRNA qui ont permis de bloquer la traduction en protéines de certains ARN. Ceci a permis d’identifier des protéines indispensables à la mise en place et la régulation de la nécroptose.
La nécroptose est surtout présente dans quelle circonstance ?
Les activateurs ? (1 surtout)
- Inflammation et immunité innée.
- TNFalpha++, TRAIL, IFN gamma, LPS, TLR 3 et 4
3 réponses possibles au TNF alpha ?
Survie : TNF se lie sur triade de récepteurs qui active TRADD et RIP1 (kinase). Il y a formation d’un complexe membranaire. Si RIP1 est polyubiquitinylé par IAP cytosolique ou LUBAC alors il joue un rôle antiapoptotique et permet l’activation de la voie NFKB
Apoptose : Activation de la voie extrinsèque via caspase 8. Ceci arrive lorsque RIP1 n’est pas ubiquitinylé, le complexe membranaire migre alors en cytosolique et recrute une autre protéine adaptatrice qui est FADD. TRADD + FADD + RIP1 forment un complexe qui recrute RIP3 (kinase) et caspase 8. La caspase 8 clive RIP1 et RIP3 pour les priver de leur domaine kinase. La caspase 8 clivent ensuite les caspases 3 et 7, menant in fine à l’apoptose.
Nécroptose : lorsque la Caspase 8 est inactivée par du zVAD ou si la voie de la caspase 8 est simplement défaillante, alors RIP1 et RIP3 conservent leur domaine kinase, se phosphorylent et activent une autre voie de signalisation. RIP3 activée/phosphorylé va phosphoryler MLKL. MLKL s’ouvre, s’insère à la membrane plasmique où elle creuse des pores, provoquant un choc osmotique avec sortie d’ions et entrée d’eau. Ceci entraine une oncose cellulaire.
La nécrostatine 1 bloque RIP1, et NSA (necrosulfonamide) bloque MLKL.
La nécroptose est régulée, associée à un contexte inflammatoire et induit un relargage de signaux de danger.
Dans un article sur la nécroptose il faut vérifier que des résultats concordants sont obtenus sur des souris KO MLKL, de manière générale il est préférable d’étudier l’effecteur terminal d’une voie de signalisation.
Différents modèles RIP1/3/MLKL KO … cf cours…
Apoptose et nécroptose influence la tumorigenèse :
- *Injection** d’un grand volume dans la veine de la queue des souris : passage par le foie. Observation d’une réponse type apoptose avec induction de carcinomes hépatocellulaires
- Injection directement dans le foie associée à une électroporation pour permettre l’entrée des plasmides avec cette fois ci réponse type nécroptose et induction de cholangiocarcinomes
Anoïkis :
Si on inhibe l’apoptose (inhibition de BIM ou BMF) chez des cellules au centre d’une sphéroïdes elles vont quand même finir par mourir, mais plus lentement, via l’anoïkis.
(Idem chez souris KO BIM-/- pour la formation de la lumières des glandes)
Définition ?
Utilité ?
L’anoïkis est une forme d’apoptose par perte d’adhésion à la matrice extracellulaire.
L’anoïkis protège la cellule d’une prolifération incontrôlée :
- Dans un contexte physiologique elle permet la formation de lumière dans les glandes au cours du développement
- Dans une situation pathologique type tumeur solide elle serait censée bloquer la formation de métastase
Les fibroblastes y sont peu sensibles car ils sécrètent leur propre matrice, les cellules épithéliales y sont habituellement sensibles sauf si elles expriment des pro-oncogènes
Donc lors d’une perte de contact avec la matrice extracellulaire il existe deux morts possibles : l’apoptose et une mort indépendante des caspases impliquant le stress oxydatif. On parle de CICD = Caspase Independant Cell Death.
Entose:
Qu’est ce que l’Emperipolesis ?
S’agit-il d’une phagocytose ?
Emperipolesis = invasion d’une cellule vivante par une autre cellule homotypique ou hétérotypique.
Homotypique : entose
o Hétérotypique : emperipolesis
Ne s’agit-il pas seulement de la phagocytose d’une cellule morte ? Non ! Cellules en culture : Cinétique de mort en 48 à 72 heures par apoptose. L’internalisation/emperipolesis commence dès la 6ème heure, sans marquage positif pour la caspase 3 (donc pas d’apoptose). De plus le phénomène a lieu même en introduisant un inhibiteur de l’apoptose dans le milieu de culture (type zVAD). Il s’agit donc de l’internalisation d’une cellule vivante par une autre cellule vivante.
Entose et cytosquelette ?
Intervention du cytosquelette d’actine, finement régulé, sous l’influence de la protéine Rho (GTPase) qui active ROCK. Celle-ci induit la formation de complexes actine/myosine contractiles. Si on bloque ce processus en inhibant la polymérisation d’actine ou en introduisant un inhibiteur de ROCK, alors il n’y a pas d’internalisation de cellules. Un cytosquelette d’actine fonctionnel est donc indispensable à l’entose.
