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CELLULESSOUCHESET DIFFERENCIATION |
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CELLULESSOUCHESET DIFFERENCIATION |
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Les organismes vivants pluricellulaires sont constitués de milliards de cellules, dont certaines se renouvellent de façon continue. Ce sont les troubles du contrôle de ces multiplications continues qui sont à l'origine du cancer.
Notion de différenciation et de sénescence
Etude clinique de la prolifération
Toutes les cellules d’un tissu normal n’ont pas les mêmes fonctions biologiques. Au sein de celles-ci, on distingue les cellules souches, ou cellules capables de se reproduire elles-mêmes, en donnant deux cellules différentes : une identique à elle-même (prolifération sans modification du phénotype) et l’autre débutant le processus de différenciation (nouveau phénotype), qui permet aux tissus de l’organisme d’avoir des fonctions spécialisées.
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Notion de cellule
souche et de différenciation. En [1], la cellule souche se divise en donnant une autre cellule souche et une cellule fille plus différenciée. En [2], celle-ci peut encore se diviser et donner une cellule plus (ou complètement) mature. En [3], la cellule mature exerce son activité (ici, une sorte de cellule épithéliale). La seule évolution possible est vers la mort cellulaire par apoptose. |
Les cellules souches sont peu nombreuses dans le tissu normal, et leur taux de multiplication est très variable d’un tissu à l’autre : pratiquement nul pour certains tissus en dehors d’une agression externe (exemple, les cellules hépatiques), ou permanent mais à un taux variable selon les stimulus externes (facteurs de croissance par exemple). Les exemples les mieux étudiés sont les myéloblastes de la moelle osseuse ou les cellules des cryptes intestinales.
Après ce début de différenciation, celle-ci se poursuit par d’autres mitoses jusqu'à la différenciation terminale décrite plus haut.
Notion de différenciation cellulaire
Toutes les cellules sont égales génétiquement, mais non dans leur phénotype. La différenciation consiste en une perte d’expression des gènes. Ainsi, le génome humain comprend environ 100 000 gènes, mais une cellule n’en exprime le plus souvent que 10 000. Les gènes exprimés par une cellule dépendent de son origine embryonnaire, du stade de développement de l’organisme, de l’environnement du tissu ou de la cellule et des fonctions à remplir.
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Représentation
schématique de la différenciation cellulaire de différents types cellulaires.
On a représenté les différents gènes le long d’une chaîne de DNA. Les gènes [1] constituent des gènes dits ‘gardiens de la maison’ (house keeper). Les gènes [2] sont nécessaires pour la multiplication cellulaire, mais sont inhibés une fois la différenciation obtenue. Les gènes [3] sont typiques des cellules digestives matures ou non, mais seuls les gènes [4] s’expriment dans les cellules matures. Les gènes [5] sont typiques des cellules cutanées. |
La différenciation est en rapport avec des gènes qui répriment ou expriment d’autres gènes. Elle débute très tôt dans la vie embryonnaire : au début, les cellules se multiplient beaucoup, puis elles commencent à se différencier et à migrer. Cette différenciation est parfois contrôlée par des protéines particulières (onco-protéines plasmatiques) qui ne seront plus exprimées après la naissance ou à l’âge adulte, mais pourront s’exprimer de nouveau en cas de cancer.
La différenciation terminale survient chez l’être développé et correspond à des fonctions très spécialisées. Certaines cellules, muscle, nerf persistent pendant toute la vie de l’individu. D’autres, cellules épidermiques, de l’intestin, etc., meurent très rapidement après la différenciation et doivent être renouvelées en permanence.
Quand on force une cellule différentiée à se multiplier (transfert d’un oncogène), les cellules ne se différentient plus mais se multiplient. A l’inverse, certains agents permettent une différenciation des cellules cancéreuses qui arrêtent de se multiplier. Il existe un certain antagonisme entre différenciation et multiplication cellulaire.
Sénescence cellulaire
En culture cellulaire, on s’aperçoit que presque toutes les cellules souches de l’organisme ont une durée de vie limitée, (au maximum 50 doublements). Cette limite est en rapport avec la perte des télomères. Parfois, une cellule prolifère de façon indéfinie, acquérant "l’immortalité". Cette propriété caractérise les cellules malignes.
Une fois la cellule dans l'impossibilité de se diviser, elle meurt en général par un phénomène d'apoptose.
Hyperplasie et métaplasie
En réaction à des stimuli extérieurs, les cellules normales peuvent proliférer de façon anormale, avec une modification du rapport des cellules normales du tissu (métaplasie) ou sans modification de ce rapport (hyperplasie). Toutes ces cellules sont normales.
Un exemple typique est celui de l'endomètre qui se modifie selon le cycle hormonal mensuel. Un autre exemple est constitué par l'accumulation de cellules épidermiques réactionnelles dans des maladies bénignes comme le psoriasis.
