La vie et la mort des cellules de notre corps sont étroitement réglementées. Ceci est essentiel pour le fonctionnement normal et limiter les dommages. Mais la mort cellulaire peut avoir des effets secondaires, et si elle dysfonctionne, notre santé est en jeu.
Chaque jour, plus de 50 milliards de cellules meurent dans notre corps. Ce ne sont pas des événements aléatoires, mais une partie d’un mécanisme biologique finement réglé appelé mort cellulaire programmée.
Les organismes multicellulaires, y compris les humains, ont besoin de garder un couvercle serré sur le nombre de cellules dans leur corps. Ce serait facile si les cellules ne se divisaient jamais, mais certaines zones – telles que le sang, la peau et la muqueuse de l’intestin – produisent constamment de nouvelles cellules.
La mort cellulaire empêche les cellules excessives et endommagées de s’accumuler. Cet équilibre, ou homéostasie, est essentiel pour maintenir un organisme sain et prévenir les maladies. C’est également un mécanisme crucial de défense contre les pathogènes, car les cellules infectées par des bactéries ou des virus sont éliminées de cette façon.
Dans des circonstances normales, les cellules mourantes sont recyclées par le système immunitaire. Mais malheureusement, la mort cellulaire programmée n’est pas un mécanisme infaillible.
Quand les choses tournent mal, cela peut avoir des conséquences désastreuses. Le cancer, les maladies auto-immunes et la neurodégénérescence sont tous liés aux échecs de la mort cellulaire normale et de la clairance cellulaire.
Beaucoup de chemins, un résultat
Il y a plusieurs façons différentes qu’une cellule peut mourir. Tout ce qui est à l’origine de la mort cellulaire, le cadavre logé dans le tissu ne peut pas rester éternellement. Ici, nous entrons dans le domaine des phagocytes, qui sont des cellules spécialisées du sang blanc, ou épithéliales, qui sont capables d’avaler, ou d’engloutir, des cellules en train de mourir.
Les phagocytes patrouillent dans nos tissus à l’affût des signaux «find-me» émis par les cellules mourantes, puis les engloutissent lorsqu’ils rencontrent des signaux «eat-me». Ils sont également les gardiens de l’inflammation, et la mort cellulaire peut être pro- ou anti-inflammatoire, conduisant à des résultats différents.
L’apoptose
L’apoptose est la forme la plus courante de mort cellulaire et est appelée suicide cellulaire programmé.
Au cours de l’apoptose, une cellule est fragmentée et emballée en petits morceaux autonomes, qui sont facilement recyclés par les phagocytes.
L’apoptose est souvent déclenchée par une accumulation de signaux de stress, tels qu’un ADN endommagé ou un faible taux d’oxygène. Cela provoque des fuites dans les membranes des mitochondries, qui sont les centrales électriques qui convertissent l’oxygène en énergie dans la cellule. Une fois que les mitochondries sont endommagées, une cellule est bel et bien en passe de devenir un cadavre.
L’apoptose peut également être déclenchée par des déclencheurs extérieurs. Ceux-ci activent les soi-disant récepteurs de mort sur la cellule.
Pour faciliter la tâche des phagocytes qui patrouillent dans les cellules apoptotiques et les engloutissent, ils émettent de forts signaux «find-me» et «eat-me».
Nécrose
La principale caractéristique de la mort cellulaire nécrotique est le gonflement conduisant à la rupture de la membrane cellulaire. Cela conduit à des fuites de composants à l’intérieur de la cellule, à peu près de la même manière que l’air s’échappe d’un pneu avec une crevaison.
La nécrose se produit en réponse à une température élevée ou à une pression élevée. Les scientifiques appellent cela la forme passive de la nécrose, car elle n’exige aucune activité spécifique de la cellule.
Cependant, il existe deux formes de nécrose – la nécroptose et la pyroptose – qui sont activement régulées par la cellule et qui sont maintenant reconnues comme des formes spécialisées de mort cellulaire programmée.
Comme avec la nécrose passive, le gonflement provoque l’éclatement de la cellule. Mais à l’intérieur, des séquences d’événements étroitement orchestrées ont lieu.
Il existe des preuves que la nécroptose peut être un système de secours qui intervient lorsque certains pathogènes, qui peuvent inhiber l’apoptose, infectent une cellule.
On pense que la nécroptose et la pyroptose déclenchent activement une inflammation pour alerter le système immunitaire de l’infection par un agent pathogène. Parce que ces processus provoquent l’éclatement de la cellule, les composants à l’intérieur de la cellule se répandent dans l’espace environnant. Ceux-ci agissent comme des signaux de danger, ou des modèles moléculaires associés aux dommages (DAMP).
Les phagocytes et autres cellules immunitaires réagissent fortement aux DAMP en se mettant en action et en provoquant une inflammation.
« Cette technique est une contribution inestimable à l’immunité innée, combinant la destruction de cellules infectées par des agents pathogènes avec l’alerte du système immunitaire grâce à la libération de DAMP », ont noté les auteurs d’un récent article sur la mort cellulaire programmée.
Ceci est spécifique à la nécroptose et à la pyroptose et ne se produit généralement pas pendant l’apoptose, dans laquelle les composants cellulaires sont soigneusement emballés. Cependant, si les phagocytes ne parviennent pas à éliminer rapidement les cellules apoptotiques, ces cellules peuvent devenir nécrotiques, entraînant une inflammation.
Autophagie
Dans des circonstances normales, l’autophagie est un mécanisme pro-survie. En réponse à la privation de nutriments, une cellule peut acquérir une nourriture essentielle en digérant une partie de son intérieur.
Mais il sert également à contrer le stress cellulaire, qui peut survenir lorsque des protéines s’agrègent ou endommagent la machinerie cellulaire.
L’autophagie permet à une cellule d’éliminer le danger en digérant les coupables. Les scientifiques croient maintenant que l’autophagie elle-même peut déclencher la mort cellulaire, bien que ce soit un événement rare et hautement spécialisé.
L’autophagie est certainement connue pour jouer un rôle quand les tissus sont formés pendant le développement, et on pense également à contribuer à la fois à l’apoptose et à la nécroptose.
La régulation stricte de la mort cellulaire est nécessaire pour maintenir l’équilibre des cellules fonctionnelles dans nos tissus et pour prévenir l’infection.
Si cela est altéré, cela peut avoir de graves conséquences, comme l’a souligné un article récent sur la signalisation de la mort cellulaire.
« La dérégulation des voies de signalisation qui déclenchent la mort cellulaire peut conduire au développement de maladies catastrophiques telles que le cancer et l’auto-immunité (trop peu de mort cellulaire) ainsi que des maladies dégénératives (mort cellulaire excessive). »
Douglas R. Green, Ph.D., Hôpital de recherche pour enfants St. Jude’s, Memphis, TN
Lorsque la mort cellulaire programmée se passe mal
Les cellules cancéreuses sont des maîtres pour échapper à notre système immunitaire et éviter la mort. Quand un cancer se propage à des sites distants, ou métastases, les cellules responsables doivent surmonter les voies de la mort cellulaire pour éviter d’affronter leur disparition dans le processus.
De nombreux cancers ont développé des mécanismes sophistiqués pour ce faire en détournant des composants des voies de signalisation de l’apoptose, de la nécrose et de l’autophagie. En les désactivant, les cancers peuvent éviter la mort cellulaire lorsqu’ils se propagent dans le corps.
Anoïkis est une forme spécialisée de l’apoptose, qui se produit dans les cellules qui se sont détachées de leur environnement normal et se retrouvent dans une nouvelle maison dans le corps. Ceci est crucial pour prévenir la propagation des cellules cancéreuses.
Mais les cancers ont développé des moyens astucieux d’empêcher les anoïkis de couper court à leurs excursions mortelles pour trouver de nouvelles maisons dans nos corps.
Certains médicaments anticancéreux ciblent la mort cellulaire programmée afin de réactiver ces processus et de tuer les cellules cancéreuses. Mais les voies de mort cellulaire ne se produisent pas isolément, et l’activation d’un type de mort cellulaire ne garantit pas qu’une cellule ne passe pas à une voie différente, évitant ainsi l’effet thérapeutique.
Au-delà du cancer
La réponse inflammatoire à la libération de DAMP qui suit la nécroptose et la pyroptose, et dans une certaine mesure l’apoptose, peut avoir des conséquences immédiates et à long terme.
L’inflammation induite par les DAMP peut atteindre au-delà des phagocytes et conduire à une inflammation générale ou systémique. Ceci, à son tour, peut conduire à une septicémie potentiellement mortelle.
Les scientifiques ont également commencé à comprendre le lien entre la nécroptose et plusieurs maladies inflammatoires, telles que la MPOC et l’athérosclérose. La pyroptose a également été récemment impliquée dans le développement du lupus systémique.
On pense que la mort cellulaire dans les maladies neurodégénératives – y compris la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington – se produit via l’apoptose des cellules endommagées.
La nécroptose a également été associée à la maladie de Huntington, ainsi qu’à la sclérose latérale amyotrophique, et les scientifiques étudient de plus en plus le lien entre l’inflammation et la neurodégénérescence.
Pour aborder cette interaction complexe entre la maladie et la mort cellulaire programmée, une vue holistique de la multitude de voies de signalisation et des processus impliqués sera nécessaire.
« La diaphonie entre ces voies fournit potentiellement de nombreux mécanismes de sauvegarde pour les programmes de mort cellulaire et pourrait expliquer pourquoi l’inhibition d’un seul programme a souvent des conséquences mineures pour l’organisme. »
Douglas R. Green, Ph.D.
Une fois qu’une image plus complète émerge, il peut être possible de s’attaquer à la mort cellulaire avec des interventions thérapeutiques visant à prévenir les métastases cancéreuses, l’inflammation excessive et la neurodégénérescence. Par conséquent, la mort cellulaire programmée est normale et vitale, mais elle peut parfois aller de travers et entraîner des problèmes de santé potentiellement graves.
