CYCLE CELLULAIRE et CANCER. L. Xerri, Institut Paoli-Calmettes, M2 Oncologie «Module Génomique Tumorale», Novembre 2011

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1 CYCLE CELLULAIRE et CANCER L. Xerri, Institut Paoli-Calmettes, M2 Oncologie «Module Génomique Tumorale»,

2 Introduction Le cycle cellulaire est l'ensemble des modifications qu'une cellule subit entre sa formation, par division de la cellule mère, et le moment où cette cellule a fini de se diviser par mitose en deux cellules filles. Il comprend l'interphase et la mitose.

3 Généralités La plus grande partie du cycle est occupée par l'interphase, période comprise entre la fin d'une division et le début de la suivante: le noyau est alors mécaniquement inactif, c'est-à-dire qu'il ne se divise pas. L'interphase se décompose en une phase Gl, une phase S et une phase G2 (G: initiale de gap, intervalle).

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6 Détection des cellules en cycle (hors Go) Comptage des mitoses (morphologie) Immunohistochimie Index de prolifération des tumeurs PCNA Ki-67 67: cellules en cycle Utilité diagnostique ou pronostique

7 Novembre Intestin 2011 normal ki-67

8 Carcinome Ki-67

9 Phase G0 Immédiatement après la phase M (mitose), trois éventualités se présentent à la cellule: 1. mûrir, fonctionner et mourir, 2. entrer dans un nouveau pool mitotique, 3. entrer dans la phase GO, phase quiescente ou phase de différenciation.

10 Fonctionnement des cellules en G1 La phase G1 est une phase de synthèse, au cours de laquelle la réplication de l'adn ne se produit pas (2n). Au cours G1, les cellules élaborent les enzymes et toutes les molécules nécessaires n à la phase M. Chaque chromosome est formé d'une molécule d'adn (double hélice) associée aux histones.

11 Le point de restriction ou d'initiation Fin de G1, la cellule peut: entrer en phase GO: elle pénètre le pool de différenciation entrer en phase S puis atteindre la mitose: elle pénètre dans le pool de prolifération ration. Il existe un point de non-retour, point de restriction (R) ou point S (start), au-delà duquel les cellules entrent obligatoirement dans S, G2, M, quelles que soient les conditions du milieu. Stade tardif de la phase G1.

12 Phase S Réplication ADN. Signal activateur de phase S : cyclines (cycline A, B...) sécrétées tout au long du cycle cellulaire

13 Phase G2 La cellule contient le double de la quantité habituelle d'adn: c'est une cellule diploïde. prépare la mitose: sont synthétisés les facteurs de condensation des chromosomes Duplication et mobilisation des centrosomes Pôles du fuseau Aurora A, Polo-like kinases

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15 La mitose Elle est caractérisée par: -laspiralisation des chromosomes qui se groupent puis se séparent en nombres égaux pour se répartir entre les deux cellules filles, -l'apparition, dans le cytoplasme, d'un fuseau de microtubules (fuseau mitotique) qui guideront les chromosomes dans leurs mouvements, -la disparition de l'enveloppe nucléaire, -lareconstitution du noyau de chacune des cellules filles à la fin de la mitose.

16 centrosomes

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20 Points de contrôle ou check-point, but :vérifier l intégrité de la transmission du DNA de la cellule mère vers les cellules filles. Le point de restriction (fin G1) : Controlé par complexes cycline/cdk

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23 Protéine Retinoblastome Rb non phosphoryle bloque progression et cycle. inhibe E2F Lorsque Rb est totalement phosphorylé, il n'interagit plus avec E2F

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28 Cycle cellulaire et cancer Cycline D1 mrna translocation Lymphome (du manteau) Oncogéne Cycline D1 protéine D1:cdk4 Amplification cdk4 Oncogéne Rb:E2F RbP + E2F Délétion ou mutation Rb GST INK4-p16 Mutation ou délétion p16, Méthylation promoteur GST

29 Point de contrôle des dommages ADN Entre les phases G1 et S, S qui autorise ou non la duplication du DNA et dont un régulateur majeur est la protéine p53, ATM (muté dans cancers) CHK 1 et 2 (thérapies ciblées en essai) entre les phases G2 et M, M qui autorise la division cellulaire Mutation

30 Point de contrôle de l assemblage du fuseau Fin métaphase-début anaphase Contrôlé par Aurora B, Polo -kinases Mutation ou amplification dans cancers (du sein) Essais de thérapies ciblées Si lésion détectée: arrêt, essai réparation, mitose ou apoptose (suivant résultat)

31 Protéïne p53 et cancer Environ 60% des cancers ont une mutation de leur gène p53 cancers du colon, du poumon, de l'œsophage, de l'estomac, du foie, du sein, de la vessie reflète aussi le cancérigène concerné Ces mutations sont souvent associées à une perte de l'allèle sauvage. Syndrome de Li-Fraumeni

32 Paradoxe : détection P53 IHC surtout si protéine mutée inactive (défaut d élimination et accumulation) P53 Carcinome

33 Inhibition du cycle: Sénescence et télomérase Après 1 nb déterminé de division, les cellules en cultures arrêtent de se diviser et entrent définitivement en G0 Télomères: séquences d ADN répétitives à l extrémité des chromosomes, Télomére raccourcissent après chaque division Synthétisées par 1 enzyme, la Télomérase Activité enzymatique diminue avec l âge dans les cellules somatiques Rôle dans les cellules cancéreuses

34 Thérapeutique Multitude de drogues anti-kinases du cycle en phase 1-2 Compétition site fixation ATP Inhibiteurs CDK Encore pas assez spécifiques Toxicité importante car certaines CDK ne jouent pas de role dans le cycle Difficulté pharmacocinétique (longueur cycle cellulaire) Inhibiteurs Aurora K, Polo K, CHK Rôle analogue aux poisons des microtubules (taxanes) avec moins toxicité Effet iatrogéne cancérigéne (si inhibition faible et prolongée) Mais idem chimio

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