LE CYCLE CELLULAIRE - master-pathologie...

CYCLE CELLULAIRE et CANCER

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


Introduction

Le Le cycle cellulairecycle 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.


Généralités

La plus grande partie du cycle est occupée par l'interphasel'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).


Détection des cellules en cycle (hors Go)

Comptage des mitoses (morphologie)Immunohistochimie

Index de prolifération des tumeurs•• PCNAPCNA•• KiKi--6767: cellules en cycle• Utilité diagnostique ou pronostique

L. Xerri, Institut Paoli-Calmettes, M2 Oncologie « Module Génomique Tumorale », Novembre 2011Intestin normal ki-67


Carcinome Ki-67


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.


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 éélaborent les enzymes et toutes les laborent les enzymes et toutes les molmoléécules ncules néécessaires cessaires àà la phase M.la phase M.

• Chaque chromosome est formé d'une molécule d'ADN (double hélice) associée aux histones.


Le point de restriction ou d'initiation

• Fin de G1, la cellule peut:– entrer en phase GO: elle pénètre le pool depool de diffdifféérenciationrenciation– entrer en phase S puis atteindre la mitose: elle pénètre dans

le pool de prolifpool de proliféérationration.

• 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.


Phase S

• Réplication ADN.• Signal activateur de phase S : cyclines (cycline A, B...)

sécrétées tout au long du cycle cellulaire


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


La mitose

Elle est caractérisée par:

- la spiralisationspiralisation des chromosomes qui se groupent puis se séparent en nombres égaux pour se répartir entre les deux cellules filles,- l'apparitionapparition, dans le cytoplasme, d'un fuseau de microtubules (fuseau mitotique) qui guideront les chromosomes dans leurs mouvements,- la disparition de l'enveloppe nucldisparition de l'enveloppe nuclééaire,aire,- la reconstitutionreconstitution du noyau de chacune des cellules filles à la fin de la mitose.


centrosomes


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


Protéine Retinoblastome

Rb non phosphoryle bloque progression et cycle. – inhibe E2FE2F– Lorsque Rb est totalement phosphorylé, il n'interagit plus avec E2F


Cycle cellulaire et cancer

translocationLymphome (du manteau)

Cycline D1 mRNA Oncogéne

Cycline D1 protéine

OncogéneAmplification cdk4 D1:cdk4

Rb:E2F → RbP + E2F Délétion ou mutation Rb

INK4-p16

GST

GSTMutation ou délétion p16,Méthylation promoteur


Point de contrôle des dommages ADN

– Entre les phases G1 et SG1 et S, qui autorise ou non la duplication du DNA et dont un régulateur majeur est la protprotééine p53ine p53,

– ATM (muté dans cancers)– CHK 1 et 2 (thérapies ciblées en essai)

– entre les phases G2 et MG2 et M, qui autorise la division cellulaire

Mutation


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)


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


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

P53 Carcinome


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’extrémitédes 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


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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