BICH 4943 Thèmes choisis APOPTOSE. Aspects moléculaires et cellulaires. Généralités Apoptose Diapo 1

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1 BICH 4943 Thèmes choisis APOPTOSE Aspects moléculaires et cellulaires Généralités 2008 Apoptose Diapo 1 1

2 Importance physiologique Développement Formation des membres Neurones du systèmes nerveux Contrôle des populations cellulaires Nombre Types Elimination de cellules trop endommagées Radiations ionisantes Produits toxiques Infection virale 2008 Apoptose Diapo 2 Apoptose vs nécrose Apoptose Nécrose Processus Controlé "spontané" Relargage des enzymes Dommages + Inflammation Détruites ou inactives Non (vésicules avec membranes) intactes Oui (relargage direct) 2008 Apoptose Diapo 3 2

3 Description générale Affaiblissement des membranes Rétrécissement du cytoplasme Bris du cytosquelette Condensation du noyau et fragmentation de l'adn Dégradation des protéines structurales et autres: caspases (protéases à cys lysant à des résidus asp) Bullage des membranes ("blebbing") Détachement de vésicules (corps apoptotiques) Etape finale: phagocytose des vésicules 2008 Apoptose Diapo 4 Phases cellulaires de l'apoptose 2008 Apoptose Diapo 5 3

4 _WEHI.mov Apoptose Diapo 6 Bullage 2008 Apoptose Diapo 7 4

5 Fragmentation de l'adn Non fragmenté Etalons 2008 Apoptose Diapo 8 Stage final: phagocytose Phagocytose Phosphatidylsérine à la surface externe des membranes des vésicules Pas d'inflammation 2008 Apoptose Diapo 9 5

6 Régulation moléculaire: généralités Phénomène très régulé et complexe Effecteurs pro-apoptotiques Effecteurs anti-apoptotiques Caspases: protéases à cys qui agissent en cascade régulatoire et de dégradation Régulation Intrinsèque: signaux internes (voie mitochondriale) Extrinsèque: signaux externes (transduction directe ou voie signalétique) Induite par AIF (sans caspase) 2008 Apoptose Diapo 10 Principe de base Normalement équilibre entre facteurs Anti-apoptotiques (Bcl-2 et Bcl-xL) Homodimères (surface des mitochondries) Membrane mitochondriale stable Pro-apoptotiques (BAD, BAX, BID, BAK) si homodimères => membrane miochondriale externe est instable et se perfore => fuite de protéines de EIM Surplus d'anti => pro ne se dimérisent pas 2008 Apoptose Diapo 11 6

7 Induction de l'apoptose Stress Stress Facteurs trophiques Apoptose Facteurs proapoptotiques (BAD, BAX, caspases) Voies de régulation de l'apoptose Facteurs antiapoptotiques (Bcl-2, IAPS) 2008 Apoptose Diapo 12 Voie mitochondriale Cellule normale: Bcl-2 Famille de facteurs pro/anti-apoptique Normalement présente transmembranaire de la membrane mitochondriale externe inhibe apoptose Normalement surplus de facteurs anti-apop => dimères Déficit de facteurs pro-apop => monomères 2008 Apoptose Diapo 13 7

8 Voie mitochondriale: déclenchement Dommage interne à la cellule: Bad et Bax Choc thermique Stress oxydatif Etc Migrent à la surface mitochondrie Lient Bcl2: perd son effet protecteur Causent des perforations à la surface de la mitochondrie: protéines de l'eim -> cytoplasme Cyt C SMAC 2008 Apoptose Diapo 14 Voie mitochondriale: apoptosome Cyt C se lie sur Apaf-1 ("apoptotic protease activating factor-1") Complexes Cyt C- Apaf-1 forment des aggrégats structurés (avec datp) de 7 unités = apoptosomes activent procaspase 9-> caspase Apoptose Diapo 15 8

9 2008 Apoptose Diapo 16 Apoptosomes Voie mitochondriale: caspases procaspase-9 (inactive)=> caspase-9 (active) Caspase-9 hydrolyse et activent caspase-3 et -7 Caspases -3 et 7: protéines "exécutrices" hydrolysent protéines Cascade d'activités protéolytiques (caspases et autres) Dégradation du csq + autres structures cellulaires Nucléolyse (fragmentation ADN) 2008 Apoptose Diapo 17 9

10 Voie mitochondriale: SMAC SMACs: "second mitochondria-derived activator of caspases") Normalement mitochondriale (EIM) Diffusent dans cytoplasme par pores (MAC) Lient IAPs ("inhibitor of apoptosis proteins") IAPs => inactives Cesse d'inhiber caspase-9,-7 et Apoptose Diapo 18 Voie signalétique Récepteurs TNFR à la surface des cellules TNFR ("tumour necrosis factor receptor") Lient TNF (cytokine, libérée par macrophages) Signal externe (facteur Récepteurs FAS à la surface des cellules FAS Lient FASL (FAS ligand) 2008 Apoptose Diapo 19 10

11 Voie signalétique TNFR 2008 Apoptose Diapo 20 TNF lie TNFR1 Voie signalétique TNF Complexe TNF-TNFR1 active TRADD TRADD active FADD FADD active pro-caspase-8 -> caspase 8 Caspase 8 active les protéassses apoptotiques 2008 Apoptose Diapo 21 11

12 Voie signalétique FAS 2008 Apoptose Diapo 22 FASL lie FAS Voie signalétique FAS FAS active FADD FADD active caspase-8 Caspase-8 induit la cascade protéolytique de l'apoptose 2008 Apoptose Diapo 23 12

13 Voie sans caspase AIF ("Apoptosis incuding factor") Normalement espace intermembranaire mitochondries Signal de déclenchement d'apoptose AIF libéré dans le cytoplasme -> noyau -> lie ADN Induit la destruction de l'adn (et mort cellulaire) Surtout neurones 2008 Apoptose Diapo 24 Cancer Pathologies et dérèglements physiologiques Autoimmunité Infections virales (SIDA) 2008 Apoptose Diapo 25 13