L'apoptose est un processus physiologique qui inclue des signaux spécifiques induisant le suicide et la mort cellulaire.

1. UNIVERSITÉ TUNIS EL MANAR
FACULTE DES SCIENCES DE TUNIS
Les études moléculaires de la cascade
apoptotique
Présenté par : DELLAA Ahmed
Année universitaire:2011-2012
ahmed-dl@live.fr

2. Plan
Introduction-définition
Description morphologique
Bases moléculaires de l’apoptose
Techniques d’étude de l’apoptose

3. Introduction

4. Introduction
Mort par apoptose : processus physiologique qui
inclue des signaux spécifiques induisant le suicide et
la mort cellulaire.
Les études effectuées chez le nématode, la
drosophile et les mammifères montrent que
l’apoptose est un programme génétiquement
contrôlé impliquant de multiples effecteurs en
réponse à de nombreux stimuli.
L’apoptose est une des modalités de mort cellulaire
programmée

5. Introduction
Situation de l’apoptose par
rapport a la physiopathologie
cellulaire

6. Description morphologique

7. Description morphologique de
l’apoptose
 À la différence de la nécrose, l’apoptose affecte en général
des cellules isolées, aboutissant à un processus de
condensation et de fragmentation.
 Les premières manifestions morphologiques se
caractérisent par une compaction et une marginalisation
de la chromatine nucléaire, une convolution des
membranes nucléaires et cytoplasmiques, une
condensation du cytoplasme.

8. Description morphologique de l’apoptose
Le noyau se fragmente ensuite, chaque fragment
entouré d’une double enveloppe.
Des corps apoptotiques (éléments cytoplasmiques
et nucléaires) sont ensuite relégués, et vont être
phagocytés par les cellules voisines, sans aucune
réaction inflammatoire.

9. Description morphologique de l’apoptose
Les différents types de mort cellulaire

10. Description morphologique de l’apoptose
Apoptose d’une cellule cancéreuse par
une lymphocyte T cytotoxique

11. Les bases moléculaires de
l’apoptose

12. Les bases moléculaires de l’apoptose
L’apoptose résulte-t-elle d’un programme génétique actif ?
Observation:
L’apoptose est très semblable d’un tissu à un autre ainsi que d’une espèce à une autre:
Il s’agit donc d’un phénomène très conservé au cours de l’évolution
Hypothèse (émise dès les années 1970s):
L’apoptose résulterait d’un programme génétique actif, présent dans toutes les
cellules des différentes espèces et pouvant être activé ou réprimé par divers stimuli
Confirmation de l’hypothèse:
Au début des années 1990s, suite à des études génétiques réalisées chez un
Invertébré: Caenorhabditis elegans

14. Les voies apoptotiques chez les mammifères

15. Les caspases: Cysteinyl ASPartate-specific
proteASES
Protéases à cystéine (X 14). Présence d’un
pentapeptide très conservé QACXG (Cys du site
catalytique)
Reconnaissent puis clivent des protéines au niveau du
Cter d’un aspartate (D) en P1 d’un tétrapeptide P4-P1

16. Structure et maturation
des caspases
• Cellule normale: pro-caspases ou
zymogènes (30 à 50
kDa), catalytiquement inactives
• Pro-enzyme: 3 domaines distincts
séparés par des résidus Asp (pro-
domaine de longueur
variable, grande sous-unité, petite
sous-unité)

17. Mode d’action et substrats
des caspases

18. La voie des « récepteurs de mort » ou
voie extrinsèque

19. Signalisation apoptotique via
les récepteurs de mort
Liaison d’un ligand à son R = signal de mort Complexe multi-protéique

20. Signalisation pro-apoptotique
via le récepteur Fas
Fas: - protéine transmbranaire de 45 kDa
- exprimée dans de nombreux tissus (foie, cœur, cellules épithéliales
ovariennes, tissus lymphoïdes)
Fas-L: - glycoprotéine de surface de 40 kDa
- expression très restreinte (surface des lymphocytes T activés, cellules NK,
macrophages)
- Présent sur les cellules exprimant Fas ou sur d’autres cellules
Rôle important dans trois types d’apoptose physiologique:
• la délétion périphérique de lymphocytes T matures activés, en fin de
réponse immunitaire
• l’élimination, par les lymphocytes T cytotoxiques et les cellules NK, de
cellules infectées par un virus ou une bactérie, ou de
cellules cancéreuses
• l’élimination de cellules inflammatoires dans des sites
«immuno-privilégiés » (œil, cerveau, testicule)

21. Signalisation via le récepteur
TNF-R1
TNF (Tumor Necrosis Factor) alpha : produit principalement par les
macrophages activés et les lymphocytes T en réponse à une
infection (médiateur physiologique majeur de l’inflammation)
Réponses cellulaires variées: prolifération, différenciation,
activation de l’apoptose
Ces effets sont principalement médiés par le TNF-R1
Contrairement à Fas l’ engagement du récepteur TNF R1 aboutit le
Contrairement à Fas , l engagement du récepteur TNF - R1
aboutit le plus souvent à une signalisation anti-apoptotique (via
l’activation de la voie NF-kB)

22. Approches thérapeutiques anti-cancer ciblant les
récepteurs de mort
Avantages: les récepteurs de mort induisent l’apoptose
indépendamment de p53 (mutée dans ~ 50% des cancers
humains) et activent les caspases initiatrices même lorsque les
protéines Bcl-2-like sont sur-exprimées
Problèmes: le TNF recombinant soluble et les anticorps
agonistes anti-FAS ont des effets secondaires importants chez
la souris et l’Homme (hépato-toxicité)

23. Approches thérapeutiques anti-cancer ciblant les
récepteurs de mort
Grands espoirs: TRAIL (Apo2L) et ses récepteurs humains DR4 et DR5 (la majorité des
lignées de cellules cancéreuses et >50 échantillons humains dérivés de tumeurs diverses
expriment DR4 et/ou DR5)
• Anticorps agonistes de DR4 et DR5 : apoptose des cellules cancéreuses sans affecter
les cellules normales (limitent la croissance de tumeurs xénotransplantées, sans
toxicité apparente. Semblent diminuer la taille de tumeurs établies)
• Formes tronquées et solubles de TRAIL (domaine extracellulaire)
 Très intéressant : TRAIL + drogues chimiothérapeutiques conventionnelles (ou radiations
Ionisantes) ------------> activité apoptotique de TRAIL augmentée.
Effets synergiques par induction de la transcription de DR4 et DR5, inhibition de
l’expression de protéines anti-apoptotiques (Bcl-2, Bcl-xL, IAP, cFLIP) et stimulation de
l’expression de facteurs pro-apoptotiques (caspase 8 et FADD)

24. La voie mitochondrie-dépendante ou
voie intrinsèque
Rôle prépondérant dans
le bon développement
du système nerveux
Se caractérise par la
libération de facteurs
apoptogènes à partir de
la mitochondrie
Dépendante des protéines de la
famille Bcl-2 (Bcl-2-like, Bax-like, «
BH3 »)

27. Voie Perforine/Granzyme

28. Voie d'exécution

29. Techniques d’étude de l’apoptose

30. Changements morphologiques
Microscopie photonique :
- condensation de l’ADN,
fragmentation nucléaire, corps
apoptotiques
Microscopie électronique :
- balayage
- transmission

31. Mesure de la quantité d’ADN
Aspect en échelle de
l’ADN fragmenté

32. Exposition des phosphatidyl-sérines
A- control
B- apoptose spontanné
C- actinomycineD
D- calcium ionophore
Quadrants
1- Cellules viables
2-Apoptose précoce; PS
exposé, membrane intact
3- Apoptose tardive; PS
exposé, membrane perturbé
4- Nécrose; perte de membrane

33. Abréviation
TNF : Tumor Necrosis Factor
TRADD: TNF Receptor- Associated
DeathDomain
TRAF2 : TNF Receptor- Associated Factor 2
RIP: Receptor- I nteracting P rotein
SODD : S ilencer Of DeathDomains
FADD : Fas-Associated DeathDomain
DISC: DeathI nducing Signaling Complex
TRAIL : TNF Related ApoptosisInducing Ligand
DR: DeathReceptor
IAP : I nhibitor of ApoptosisProtein
FLICE : FADD Like I nterleukin-1 β Converting
Enzyme (caspase 8)
cFLIP : FLICE I nhibitoryProtein
APAF : ApoptosisP rotease ActivatingFactor
BH: Bcl-2 Homology
Bcl-2: B Cell Lymphoma 2

34. Fin