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8.3 : Cancer et cycle cellulaire - Biologie

8.3 : Cancer et cycle cellulaire - Biologie


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Le cancer est un nom collectif pour de nombreuses maladies différentes causées par un mécanisme commun : la division cellulaire incontrôlée. Malgré la redondance et les niveaux de chevauchement du contrôle du cycle cellulaire, des erreurs se produisent. L'un des processus critiques surveillés par le mécanisme de surveillance des points de contrôle du cycle cellulaire est la bonne réplication de l'ADN pendant la phase S. Même lorsque tous les contrôles du cycle cellulaire sont pleinement fonctionnels, un petit pourcentage d'erreurs de réplication (mutations) sera transmis aux cellules filles. Si l'un de ces changements dans la séquence nucléotidique de l'ADN se produit dans un gène, une mutation génique en résulte. Tous les cancers commencent lorsqu'une mutation génétique donne naissance à une protéine défectueuse qui participe au processus de reproduction cellulaire. Le changement dans la cellule qui résulte de la protéine malformée peut être mineur. Cependant, même des erreurs mineures peuvent permettre à des erreurs ultérieures de se produire plus facilement. À maintes reprises, de petites erreurs non corrigées sont transmises de la cellule mère aux cellules filles et s'accumulent à mesure que chaque génération de cellules produit davantage de protéines non fonctionnelles à partir de dommages à l'ADN non corrigés. Finalement, le rythme du cycle cellulaire s'accélère à mesure que l'efficacité des mécanismes de contrôle et de réparation diminue. La croissance incontrôlée des cellules mutées dépasse la croissance des cellules normales dans la région, et une tumeur peut en résulter.

Proto-oncogènes

Les gènes qui codent pour les régulateurs positifs du cycle cellulaire sont appelés proto-oncogènes. Les proto-oncogènes sont des gènes normaux qui, une fois mutés, deviennent des oncogènes, des gènes qui rendent une cellule cancéreuse. Considérez ce qui pourrait arriver au cycle cellulaire dans une cellule avec un oncogène récemment acquis. Dans la plupart des cas, l'altération de la séquence d'ADN se traduira par une protéine moins fonctionnelle (ou non fonctionnelle). Le résultat est préjudiciable à la cellule et empêchera probablement la cellule de terminer le cycle cellulaire; cependant, l'organisme n'est pas blessé car la mutation ne sera pas reportée. Si une cellule ne peut pas se reproduire, la mutation ne se propage pas et les dommages sont minimes. Parfois, cependant, une mutation génétique provoque un changement qui augmente l'activité d'un régulateur positif. Par exemple, une mutation qui permet à Cdk, une protéine impliquée dans la régulation du cycle cellulaire, d'être activée avant qu'elle ne le soit, pourrait pousser le cycle cellulaire au-delà d'un point de contrôle avant que toutes les conditions requises ne soient remplies. Si les cellules filles résultantes sont trop endommagées pour entreprendre d'autres divisions cellulaires, la mutation ne se propagerait pas et aucun dommage ne serait causé à l'organisme. Cependant, si les cellules filles atypiques sont capables de se diviser davantage, la génération suivante de cellules accumulera probablement encore plus de mutations, certaines éventuellement dans des gènes supplémentaires qui régulent le cycle cellulaire.

L'exemple de Cdk n'est qu'un des nombreux gènes considérés comme des proto-oncogènes. En plus des protéines régulatrices du cycle cellulaire, toute protéine qui influence le cycle peut être modifiée de manière à outrepasser les points de contrôle du cycle cellulaire. Une fois qu'un proto-oncogène a été modifié de telle sorte qu'il y ait une augmentation de la vitesse du cycle cellulaire, il est alors appelé oncogène.

Gènes suppresseurs de tumeurs

Comme les proto-oncogènes, de nombreuses protéines régulatrices négatives du cycle cellulaire ont été découvertes dans des cellules devenues cancéreuses. Les gènes suppresseurs de tumeurs sont des gènes qui codent pour les protéines régulatrices négatives, le type de régulateur qui, lorsqu'il est activé, peut empêcher la cellule de subir une division incontrôlée. La fonction collective des protéines du gène suppresseur de tumeur les mieux comprises, la protéine du rétinoblastome (RB1), p53 et p21, est de bloquer la progression du cycle cellulaire jusqu'à ce que certains événements soient terminés. Une cellule qui porte une forme mutée d'un régulateur négatif pourrait ne pas être en mesure d'arrêter le cycle cellulaire en cas de problème.

Des gènes p53 mutés ont été identifiés dans plus de la moitié de toutes les cellules tumorales humaines. Cette découverte n'est pas surprenante au vu des multiples rôles que joue la protéine p53 au niveau du G1 point de contrôle. La protéine p53 active d'autres gènes dont les produits arrêtent le cycle cellulaire (laissant du temps pour la réparation de l'ADN), active les gènes dont les produits participent à la réparation de l'ADN ou active les gènes qui initient la mort cellulaire lorsque les dommages à l'ADN ne peuvent pas être réparés. Un gène p53 endommagé peut faire en sorte que la cellule se comporte comme s'il n'y avait pas de mutations (figure 6.3.1). Cela permet aux cellules de se diviser, propageant la mutation dans les cellules filles et permettant l'accumulation de nouvelles mutations. De plus, la version endommagée de p53 trouvée dans les cellules cancéreuses ne peut pas déclencher la mort cellulaire.

CONCEPT EN ACTION

Rendez-vous sur ce site Web pour regarder une animation montrant comment le cancer résulte d'erreurs dans le cycle cellulaire.

Sommaire

Le cancer est le résultat d'une division cellulaire incontrôlée causée par une rupture des mécanismes régulant le cycle cellulaire. La perte de contrôle commence par un changement dans la séquence d'ADN d'un gène qui code pour l'une des molécules régulatrices. Des instructions erronées conduisent à une protéine qui ne fonctionne pas comme elle le devrait. Toute perturbation du système de surveillance peut permettre de transmettre d'autres erreurs aux cellules filles. Chaque division cellulaire successive donnera naissance à des cellules filles avec encore plus de dommages accumulés. Finalement, tous les points de contrôle deviennent non fonctionnels et les cellules se reproduisant rapidement évincent les cellules normales, entraînant une croissance tumorale.

Glossaire

oncogène
une version mutée d'un proto-oncogène, qui permet une progression incontrôlée du cycle cellulaire, ou une reproduction cellulaire incontrôlée
proto-oncogène
un gène normal qui contrôle la division cellulaire en régulant le cycle cellulaire qui devient un oncogène s'il est muté
gène suppresseur de tumeur
un gène qui code pour des protéines régulatrices qui empêchent la cellule de subir une division incontrôlée

Le cycle cellulaire et le cancer - Exemple d'essai

Le cycle cellulaire et le cancer Le cycle cellulaire est le processus par lequel les cellules se divisent ou se répliquent conduisant à la maturité des cellules et des organes et au renouvellement des cellules usées. Cet article cherche à discuter du cycle cellulaire et de la cellule cancéreuse pour identifier la phase à laquelle, en cas de perte de contrôle, les cellules cancéreuses se développent. L'article identifie également la différence entre le cycle cellulaire cancéreux et le cycle cellulaire normal. Le cycle cellulaire est organisé en phases distinctes dans lesquelles des activités spécifiques se produisent vers la division ou la réplication cellulaire.

La première phase, appelée le G0, est une phase inerte qui suit un cycle cellulaire précédent. La phase G1, où a lieu la synthèse « d'ARN, de protéines et d'organites », est la deuxième phase qui précède la phase S (Dudek, 2006, p. 123). A la phase S, les molécules d'ADN se synthétisent avant la « synthèse d'ATP » à la phase G2 (Dudek, 2006, p. 123). La dernière phase du cycle cellulaire est la phase M. C'est le stade auquel les cellules se divisent et se compose d'un certain nombre d'étapes, « prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase et cytokinèse » (Dudek, 2006, p. 123). Un changement de régulation du cycle cellulaire, conduisant au cancer, est donc le plus susceptible de se produire à la phase M du cycle cellulaire.

En effet, les cellules cancéreuses résultent d'une division cellulaire incontrôlable, mais d'une division cellulaire en phase M (Hacker, Messer et Benchmann, 2009). Il existe un certain nombre de différences entre le cycle cellulaire normal et le cycle cellulaire cancéreux. Le cycle cellulaire normal est par exemple régulé par des facteurs environnementaux cellulaires tandis que le cycle cellulaire cancéreux est indépendant. Contrairement au cycle cellulaire cancéreux, le cycle cellulaire normal est limité à l'espace disponible. Les cellules normales meurent également, contrairement aux cellules cancéreuses (Annenberg Foundation, s.d.). RéférencesAnnenberg Foundation. (s.d.). Redécouverte de la biologie : des perspectives moléculaires aux perspectives mondiales, un cours multimédia en 13 parties pour les professeurs de biologie en cours d'emploi, Annenberg/CPB Guide.

Los Angeles, Californie : Fondation Annenberg Dudek, R. (2006). Biologie cellulaire et moléculaire High-Yield™. Baltimore, MD : Lippincott Williams et WilkinsHacker, M., Messer, W. et Benchmann, K. (2009). Pharmacologie : Principes et pratique. Burlington, MA : Presse académique


Cycle cellulaire, cancer et atelier de l'étudiant en biologie - Présentation PowerPoint PPT

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  1. Essai sur l'introduction à la prolifération des cellules cancéreuses
  2. Essai sur les caractéristiques de la prolifération des cellules cancéreuses
  3. Essai sur les facteurs de croissance et le cycle cellulaire cancéreux
  4. Essai sur les traits affectant la prolifération des cellules cancéreuses
  5. Essai sur le rôle de l'ADN dans la prolifération des cellules cancéreuses
  6. Essai sur le système immunitaire et la prolifération des cellules cancéreuses
  7. Essai sur les changements moléculaires dans la prolifération des cellules cancéreuses

1. Essai sur l'introduction à la prolifération des cellules cancéreuses :

Les cellules cancéreuses présentent un certain nombre de propriétés inhabituelles qui les distinguent des cellules normales. Une propriété clé est la capacité des cellules cancéreuses à proliférer de manière incontrôlée, conduisant ainsi à une accumulation progressive de cellules en division sans tenir compte des besoins du corps dans son ensemble.

En réalité, la prolifération incontrôlée n'est pas une propriété distincte unique mais plutôt un ensemble de traits qui, ensemble, permettent aux cellules cancéreuses d'échapper aux contraintes habituelles de la prolifération cellulaire. Le résultat net est que les cellules cancéreuses contournent les mécanismes conçus pour garantir que les cellules ne se divisent que lorsque (et où) de nouvelles cellules sont nécessaires.

Les mécanismes normaux pour contrôler la prolifération cellulaire et voir comment ils se comportent dans les cellules cancéreuses. Grâce à une telle discussion, il deviendra évident que les cellules cancéreuses présentent un ensemble distinctif de propriétés anormales, et bien qu'aucune propriété unique ne soit nécessairement observée dans chaque cellule cancéreuse, en tant que groupe, ces traits contribuent au "profil" d'une cellule cancéreuse typique. .

Bien que le cancer puisse résulter d'une prolifération et d'un développement anormaux de tumeurs, la question clé est de savoir si la tumeur est bénigne ou maligne. La tumeur maligne est capable d'envahir les tissus normaux, de se propager dans l'organisme via les systèmes circulatoire ou lymphatique et d'établir des tumeurs secondaires (métastases).

La plupart des cancers appartiennent à l'un des trois groupes principaux : les carcinomes qui proviennent des cellules épithéliales les sarcomes sont des tumeurs solides des tissus conjonctifs tels que les leucémies musculaires, osseuses, cartilagineuses et des tissus fibreux et les lymphomes proviennent des cellules hématopoïétiques et des cellules du système immunitaire , respectivement. Une classification plus poussée des tumeurs est basée sur le tissu d'origine et le type de cellule impliquée dans la malignité.

Une caractéristique clé des tumeurs est leur développement à partir de cellules uniques qui commencent à proliférer anormalement, d'où la présence de clones de cellules dans les tumeurs. Le développement de la malignité dans les clones cellulaires est un processus en plusieurs étapes accompagné d'une série de changements dans les cellules. En général, le cancer est considéré comme un processus en plusieurs étapes impliquant une mutation et une sélection de cellules avec une capacité progressivement croissante de prolifération, d'invasion et de métastase.

La première étape, l'initiation tumorale, implique une altération génétique conduisant à une prolifération anormale d'une seule cellule. La progression tumorale se poursuit à mesure que des changements supplémentaires se produisent dans la population de cellules tumorales. La métastase se produit lorsque les cellules tumorales envahissent d'autres organes et établissent des sites secondaires de malignité.

Les substances qui peuvent causer le cancer sont appelées cancérogènes et comprennent de nombreux agents tels que les radiations, les produits chimiques, les virus et bien d'autres. Les radiations et les produits chimiques peuvent déclencher le cancer en endommageant l'ADN et en induisant des mutations dans les gènes cibles clés.

Certains cancérogènes contribuent au développement du cancer en stimulant la prolifération cellulaire plutôt qu'en induisant des mutations. De tels composés sont appelés promoteurs de tumeurs parce qu'en induisant une division cellulaire accrue, ils produisent une population cellulaire proliférative pendant les premiers stades du développement tumoral.

Des exemples classiques sont les esters de phorbol qui stimulent la prolifération cellulaire en activant la protéine kinase C. Les hormones, en particulier les œstrogènes, sont importantes en tant que promoteurs tumoraux dans le développement de certains cancers humains. Par exemple, l'épithélium utérin réagit à un excès d'œstrogènes et augmente la probabilité de développer un cancer de l'endomètre. Certains virus induisent également le cancer chez les animaux de laboratoire et les humains, comme le cancer du foie et le carcinome du col de l'utérus chez l'homme.

Les cellules cancéreuses présentent des caractéristiques qui les distinguent de leurs homologues normaux. Les cellules cancéreuses présentent des anomalies dans les mécanismes qui régulent la prolifération, la différenciation et la survie des cellules normales. En culture, les cellules cancéreuses peuvent être distinguées des cellules normales en présentant une inhibition dépendante de la densité de la prolifération cellulaire. Les cellules normales continuent à se diviser jusqu'à ce qu'elles atteignent une densité cellulaire finie.

Ils cessent alors de se diviser et deviennent quiescents, arrêtés au stade G0 du cycle cellulaire. La prolifération des cellules cancéreuses est indépendante de l'inhibition dépendante de la densité. De telles cellules ne répondent pas aux signaux qui provoquent l'arrêt de la prolifération des cellules normales.

Au lieu de cela, les cellules tumorales continuent de croître à des densités cellulaires élevées en culture, ce comportement correspond à leur prolifération incontrôlée in vivo. La prolifération de nombreuses cellules normales est contrôlée en partie par des facteurs de croissance polypeptidiques. Les cellules cancéreuses ont des besoins réduits en facteurs de croissance extracellulaires.

À la fois in vitro et in vivo, les besoins en facteurs de croissance des cellules cancéreuses sont réduits, ce qui contribue à la prolifération non régulée des cellules tumorales. Dans certains cas, les cellules cancéreuses produisent des facteurs de croissance qui stimulent leur propre prolifération. Une telle production anormale d'un facteur de croissance conduit à une stimulation continue de la division cellulaire, appelée stimulation de la croissance autocrine, et rend les cellules cancéreuses moins dépendantes des facteurs de croissance provenant de sources normales.

2. Essai sur les caractéristiques de la prolifération des cellules cancéreuses:

Le concept de prolifération incontrôlée est unique aux organismes multicellulaires. Dans la plupart des organismes unicellulaires, tels que les bactéries ou les levures, la présence de suffisamment de nutriments dans le milieu environnant est le principal facteur qui détermine si les cellules vont croître et se diviser.

La situation est inversée dans les organismes multicellulaires, les cellules sont généralement entourées de fluides extracellulaires riches en nutriments, mais l'organisme dans son ensemble serait rapidement détruit si chaque cellule devait continuellement croître et se diviser simplement parce qu'elle avait accès à des nutriments adéquats. Le cancer est un rappel potentiellement mortel de ce qui se passe lorsque la prolifération cellulaire se poursuit sans relâche sans être coordonnée avec les besoins de l'organisme dans son ensemble.

je. Les cellules cancéreuses produisent des tumeurs lorsqu'elles sont injectées dans des animaux de laboratoire:

C'est la perte du contrôle normal de la croissance qui amène les cellules cancéreuses à produire une masse de tissu en croissance continue - en d'autres termes, une tumeur - mais une croissance incontrôlée ne signifie pas que les cellules tumorales se divisent toujours plus rapidement que les cellules normales. Les tumeurs peuvent se développer lentement, rapidement ou quelque part entre les deux. La particularité de la croissance tumorale n'est pas la vitesse de division cellulaire mais son caractère incontrôlé.

Contrairement à la prolifération des cellules normales, où la division cellulaire et la différenciation cellulaire sont maintenues en bon équilibre, cet arrangement finement réglé est perturbé dans les tumeurs et la division cellulaire est découplée de la différenciation cellulaire, entraînant ainsi une augmentation progressive du nombre de cellules en division. .

Pour déterminer expérimentalement si une cellule particulière se comporte de cette manière, la cellule doit être injectée dans un organisme hôte approprié pour voir si une tumeur va se développer. Les expériences impliquant des cellules animales sont assez simples car les cellules peuvent simplement être injectées dans des animaux du même type génétique.

La situation avec les cellules humaines est plus compliquée. L'injection de cellules cancéreuses humaines à d'autres humains à des fins de test serait contraire à l'éthique, et l'utilisation d'animaux de laboratoire standard n'est pas fiable : le système immunitaire d'un animal est susceptible de rejeter les cellules humaines car elles sont d'origine étrangère.

Un moyen de contourner cet obstacle consiste à injecter des cellules humaines dans des souches mutantes de souris dont le système immunitaire est incapable d'attaquer et de détruire les cellules étrangères. Lorsque des cellules cancéreuses humaines sont injectées dans de tels animaux immunologiquement déficients, les cellules se développeront généralement en tumeurs sans être rejetées.

ii. Les cellules cancéreuses présentent une diminution de l'inhibition de la croissance dépendante de la densité:

Bien que l'étude des cellules cancéreuses dans des organismes intacts soit utile pour étudier certaines des propriétés des tumeurs malignes, les problèmes liés au contrôle de la prolifération cellulaire sont souvent plus faciles à étudier dans les cellules cultivées dans des conditions de laboratoire artificielles. Dans de telles études de culture cellulaire, les cellules cancéreuses sont isolées d'une tumeur et placées dans un milieu de croissance défini contenant des nutriments, des sels et d'autres molécules nécessaires à la croissance cellulaire.

La principale raison de l'étude des cellules en culture est que cette méthode permet d'observer les cellules dans des conditions soigneusement contrôlées où leur comportement peut être évalué sans compliquer les effets des facteurs secondaires présents dans un organisme intact.

Lorsque la plupart des types de cellules normales sont placés dans un récipient de culture (tube à essai, bouteille, flacon ou boîte) puis recouverts d'un milieu de croissance approprié, ils se divisent jusqu'à ce que la surface du récipient soit recouverte d'une seule couche de cellules. Lorsque ce stade de monocouche est atteint, les mouvements cellulaires et la division cellulaire ont tous deux tendance à s'arrêter.

Au début des années 1950, Michael Abercrombie et Joan Heaysman ont introduit le terme “inhibition des contacts” pour désigner la diminution de la motilité cellulaire qui se produit lorsque les cellules entrent en contact les unes avec les autres en culture. Le même terme a également été utilisé pour désigner l'inhibition de la division cellulaire qui se produit lorsque les conditions de culture deviennent surpeuplées.

En raison de la confusion qui peut résulter du double sens de ce terme, l'expression inhibition de la croissance dépendante de la densité est maintenant couramment utilisée pour désigner l'inhibition de la division cellulaire qui se produit dans les cultures surpeuplées.

Contrairement aux cellules normales, les cellules cancéreuses n'arrêtent pas de se diviser lorsqu'elles atteignent le stade monocouche. Au lieu de cela, ils continuent à se diviser et à s'empiler progressivement les uns sur les autres, formant des agrégats multicouches (Figure 1). En d'autres termes, les cellules cancéreuses sont moins sensibles à l'inhibition de la croissance dépendante de la densité que leurs homologues normales.

La relation entre la tendance des cellules cancéreuses à croître jusqu'à des densités de population élevées en culture et leur capacité à former des tumeurs a été étudiée en utilisant des cellules cancéreuses qui diffèrent par leur sensibilité à l'inhibition de la croissance dépendante de la densité.

Des cellules très sensibles à l'inhibition dépendante de la densité peuvent être produites en cultivant des cellules dans des conditions non surpeuplées chaque fois que la densité de population augmente et que l'encombrement est imminent, les cellules sont simplement diluées et transférées dans un nouveau flacon de culture.

Les cellules obtenues de cette manière n'atteindront pas des densités de population élevées en culture. Alternativement, les populations cellulaires qui sont insensibles à l'inhibition de la croissance dépendante de la densité peuvent être produites par des cellules en croissance constante dans des conditions de surpeuplement. De telles populations cellulaires deviennent moins sensibles à l'inhibition de la croissance dépendante de la densité, atteignant des densités de population beaucoup plus élevées avant que la division cellulaire ne s'arrête.

Lorsque ces différentes populations cellulaires sont testées pour leur capacité à produire des tumeurs chez la souris, la capacité à former des tumeurs s'avère directement liée à la perte du contrôle de la croissance dépendant de la densité, c'est-à-dire des cellules capables de croître jusqu'aux densités de population les plus élevées en culture. sont les plus efficaces pour former des tumeurs chez les animaux (Figure 2).

iii. La prolifération des cellules cancéreuses est un ancrage-Indépendant:

Une autre manière dont la prolifération des cellules cancéreuses diffère de celle des cellules normales implique la nécessité d'un ancrage. La plupart des cellules normales ne proliféreront pas si elles sont placées dans un milieu de croissance liquide et secouées ou agitées pour les maintenir en suspension, et elles ne proliféreront pas non plus si elles sont placées dans un milieu semi-solide tel que la gélose molle. Cependant, lorsqu'elles sont dotées d'une surface solide appropriée à laquelle elles peuvent adhérer, les cellules se fixent à la surface, s'étalent et commencent à proliférer (figure 3).

La croissance des cellules normales est donc dite dépendante de l'ancrage. En revanche, la plupart des cellules cancéreuses se développent bien non seulement lorsqu'elles sont ancrées à une surface solide, mais également lorsqu'elles sont suspendues dans un milieu liquide ou semi-solide. La croissance des cellules cancéreuses est donc dite indépendante de l'ancrage.

Dans les organismes intacts, l'exigence que les cellules soient ancrées avant de pouvoir se reproduire est satisfaite en liant les cellules à la matrice extracellulaire, un maillage insoluble de protéines et de fibres polysaccharidiques qui remplit les espaces entre les cellules voisines. Les cellules se fixent à la matrice extracellulaire par le biais de protéines de surface cellulaire appelées intégrines, qui se lient aux molécules présentes dans la matrice.

La mort cellulaire apoptotique déclenchée par le manque de contact avec la matrice extracellulaire est appelée anoikis (du mot grec pour « sans-abri »). L'anoikis est une garantie importante pour le maintien de l'intégrité des tissus, car elle empêche les cellules normales de flotter et de s'installer dans un autre tissu.

Le manque d'ancrage provoque simplement le suicide des cellules en cours de route. Les cellules cancéreuses ne sont pas soumises à cette protection normale car elles sont indépendantes de l'ancrage et peuvent donc se propager à des sites distants sans s'autodétruire.

Des preuves considérables suggèrent que la croissance indépendante de l'ancrage présentée par les cellules cultivées est liée à leur capacité à former des tumeurs. Une série d'études portait sur des cellules présentant de nombreux traits des cellules cancéreuses, notamment une diminution de l'inhibition de la croissance dépendante de la densité, de faibles exigences en facteurs de croissance externes et une croissance indépendante de l'ancrage.

Des cellules individuelles ont été isolées de la population d'origine et laissées proliférer séparément, créant ainsi une série de clones, qui sont des populations cellulaires individuelles dérivées chacune de la prolifération d'une seule cellule.

Une analyse minutieuse des clones a révélé que certains d'entre eux avaient perdu une ou plusieurs des propriétés initiales. Lorsque la capacité de ces clones à produire des tumeurs chez les animaux a été comparée, la croissance indépendante de l'ancrage était la seule propriété conservée de manière cohérente par tous les clones qui pouvaient produire des tumeurs. En d'autres termes, la capacité à former des tumeurs semblait nécessiter des cellules dont la croissance en culture est indépendante de l'ancrage.

Ce lien entre la croissance indépendante de l'ancrage et la formation de tumeurs n'est cependant pas sans exceptions. Certaines cellules exposées à des produits chimiques cancérigènes se sont avérées présenter une croissance indépendante de l'ancrage en culture, mais ne forment pas de tumeurs lorsqu'elles sont injectées à des animaux.

De plus, des études impliquant une culture à long terme de cellules de souris, dépendantes de l'ancrage et incapables de former des tumeurs chez l'animal, ont montré que les cellules pouvaient acquérir la capacité de former des tumeurs si elles étaient attachées à des billes de verre avant d'être implantées dans souris. De telles observations indiquent qu'en dépit de son association générale avec la capacité à former des tumeurs, une croissance indépendante de l'ancrage en culture n'est pas une condition préalable absolue à la formation de tumeurs.

iv. Les mécanismes de reconstitution des télomères rendent les cellules cancéreuses immortelles:

L'une des différences les plus frappantes entre les cellules normales et les cellules cancéreuses concerne leur durée de vie reproductive. Lorsque des cellules normales sont cultivées, elles ne se divisent généralement qu'un nombre limité de fois. Par exemple, les fibroblastes humains, un type cellulaire dont le comportement a été largement étudié, se divisent environ 50 à 60 fois lorsqu'ils sont mis en culture, puis cessent de se diviser, subissent divers changements dégénératifs et peuvent même mourir (Figure 4).

Les cellules cancéreuses ne présentent pas une telle limite et continuent à se diviser indéfiniment, se comportant comme si elles étaient immortelles. Un exemple frappant est fourni par les cellules HeLa, qui ont été obtenues à partir d'une tumeur maligne de l'utérus survenant chez une femme nommée Henrietta Lacks (d'où le nom de « cellules HeLa »).

Après avoir retiré la tumeur lors d'une opération contre le cancer réalisée en 1951, les médecins ont mis certaines de ses cellules en culture. Les cellules cultivées ont commencé à croître et à se diviser et ont continué à le faire pendant plus de 50 ans, se divisant plus de 18 000 fois sans aucun signe d'arrêt.

Pourquoi les cellules cancéreuses sont-elles capables de se reproduire indéfiniment en culture, alors que la plupart des cellules humaines normales ne se divisent pas plus de 50 ou 60 fois ? La réponse est liée au mécanisme par lequel les cellules répliquent leur ADN. Chaque fois qu'une cellule se divise, ses molécules d'ADN chromosomique doivent être dupliquées afin qu'un ensemble complet d'instructions génétiques puisse être distribué à chacune des deux cellules produites par division cellulaire.

Cependant, le mécanisme biochimique responsable de la réplication de l'ADN a une limitation inhérente - Les enzymes qui répliquent l'ADN sont incapables de copier la toute fin d'une molécule d'ADN linéaire, peut-être les 50 à 100 nucléotides finaux environ.

En conséquence, chaque fois qu'une molécule d'ADN est répliquée, elle risque de perdre une petite quantité d'ADN à chacune de ses deux extrémités. Si cette tendance devait se poursuivre indéfiniment, les molécules d'ADN deviendraient de plus en plus courtes jusqu'à ce qu'il ne reste plus rien, et nous ne serions pas là aujourd'hui !

Pour résoudre ce problème dit de réplication terminale, les cellules placent un type spécial de séquence d'ADN aux deux extrémités, ou télomères, de chaque molécule d'ADN chromosomique. L'ADN spécial se compose de plusieurs copies d'une courte séquence de bases répétées encore et encore. Par exemple, chez l'homme, la séquence de six bases TTAGGG est répétée environ 2500 fois de suite aux extrémités de chaque molécule d'ADN chromosomique à la naissance.

Ces séquences télomériques sont protégées par des protéines de coiffage des télomères, et l'ADN se reboucle également sur lui-même pour protéger encore plus l'extrémité du chromosome (Figure 5). Contrairement aux gènes, dont les séquences de bases d'ADN codent pour des produits utiles, l'ADN télomérique ne code pour rien mais consiste simplement en la même séquence de six bases répétée encore et encore.

Placer un tel ADN télomérique non codant aux extrémités de chaque chromosome garantit qu'une cellule ne perdra aucune information génétique importante lorsque les molécules d'ADN sont légèrement raccourcies pendant la réplication.

Étant donné que les télomères raccourcissent à chaque division cellulaire, ils fournissent un dispositif de comptage pour suivre le nombre de fois qu'une cellule s'est divisée. Si une cellule se divise trop de fois, les télomères deviennent extrêmement courts et risquent de disparaître complètement. Lorsque cela se produit, l'ADN télomérique devient trop court pour se lier aux protéines de coiffage télomériques ou générer une boucle, exposant ainsi une extrémité nue de l'ADN double brin.

De telles extrémités d'ADN non protégées sont très instables et fusionnent souvent les unes avec les autres, créant des chromosomes joints qui ont tendance à se fragmenter et à se séparer de manière incorrecte au moment de la division cellulaire.

Dans les cellules normales, un tel résultat dangereux est empêché par un mécanisme dans lequel l'ADN non protégé à l'extrémité d'un chromosome déclenche une voie qui arrête la division cellulaire ou déclenche la mort cellulaire. Cette voie permet de protéger les organismes de toute prolifération inappropriée et excessive de cellules adultes.

Mais que se passe-t-il avec les cellules qui doivent se diviser pendant des périodes prolongées, telles que les cellules germinales qui donnent naissance aux spermatozoïdes et aux ovules ou les cellules de la moelle osseuse qui continuent de produire de nouvelles cellules sanguines ? Ces cellules empêchent le raccourcissement excessif des télomères en produisant une enzyme appelée télomérase, qui ajoute de nouvelles copies de la séquence répétée des télomères aux extrémités des molécules d'ADN existantes.

L'ajout catalysé par la télomérase de nouvelles séquences répétées des télomères empêche le déclin progressif de la longueur des télomères qui se produirait autrement aux deux extrémités d'un chromosome pendant la réplication de l'ADN. La présence de télomérase permet donc aux cellules de se diviser indéfiniment sans raccourcissement des télomères.

Comment les considérations précédentes s'appliquent-elles aux cellules cancéreuses ? Si les cellules cancéreuses se comportaient comme la plupart des cellules normales, qui ne produisent pas de télomérase, des divisions cellulaires répétées rendraient les télomères anormalement courts et les cellules finiraient par être détruites. La plupart des cellules cancéreuses contournent ce problème en activant le gène qui produit la télomérase, provoquant ainsi l'ajout continu de nouvelles copies de la séquence répétée télomérique aux extrémités de leurs molécules d'ADN.

Quelques cellules cancéreuses activent un mécanisme alternatif pour maintenir les séquences des télomères qui implique l'échange d'informations sur les séquences entre les chromosomes. Par un mécanisme ou un autre, les cellules cancéreuses maintiennent la longueur des télomères au-dessus d'un seuil critique et peuvent donc se diviser indéfiniment.

3. Essai sur les facteurs de croissance et le cycle cellulaire cancéreux:

Nous avons maintenant vu que les cellules cancéreuses diffèrent de la plupart des cellules normales en ce qu'elles atteignent des densités de population élevées en culture, présentent une prolifération indépendante de l'ancrage et se divisent indéfiniment parce qu'elles possèdent des mécanismes pour maintenir la longueur des télomères.

Ces traits jouent un rôle permissif important en permettant aux cellules cancéreuses de continuer à se diviser, mais ils ne provoquent pas réellement la division des cellules. La force motrice de la prolifération continue peut être attribuée à des anomalies dans les systèmes de signalisation qui contrôlent la division cellulaire, le sujet auquel nous nous tournons maintenant.

je. Les cellules cancéreuses présentent une dépendance réduite aux facteurs de croissance externes:

Les cellules des animaux multicellulaires ne se divisent normalement pas à moins qu'elles ne soient stimulées pour le faire par une protéine de signalisation appropriée connue sous le nom de facteur de croissance. Par exemple, si des cellules sont isolées d'un organisme et placées dans un milieu de culture contenant des nutriments et des vitamines, elles ne proliféreront pas à moins qu'un facteur de croissance approprié ne soit également fourni.

Les milieux de croissance sont donc couramment complétés par du sérum sanguin, qui contient plusieurs facteurs de croissance qui stimulent la prolifération cellulaire. L'un est le facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF), une protéine produite par les plaquettes sanguines qui stimule la prolifération des cellules du tissu conjonctif et des cellules musculaires lisses. Un autre facteur de croissance dans le sérum sanguin, appelé facteur de croissance épidermique (EGF), est également largement distribué dans les tissus.

Certains facteurs de croissance, tels que l'EGF, stimulent la croissance d'une grande variété de types cellulaires, tandis que d'autres agissent de manière plus sélective sur des cellules cibles particulières. Les facteurs de croissance jouent un rôle important dans la stimulation de la croissance des tissus au cours du développement embryonnaire et de la petite enfance, ainsi que lors de la réparation des plaies et du remplacement cellulaire chez les adultes.

Par exemple, la libération du facteur de croissance PDGF à partir des plaquettes sanguines au niveau des sites de plaies joue un rôle déterminant dans la stimulation de la croissance des tissus requis pour la cicatrisation des plaies.

Les facteurs de croissance exercent leurs effets en se liant aux protéines réceptrices situées dans la membrane plasmique qui forme la limite externe de toutes les cellules. Différents types de cellules ont différents récepteurs membranaires plasmiques et diffèrent donc par les facteurs de croissance auxquels ils répondent (Figure 6).

La liaison d'un facteur de croissance à son récepteur correspondant déclenche une cascade à plusieurs étapes dans laquelle une série de protéines de transduction du signal relaient le signal dans toute la cellule, déclenchant des changements moléculaires qui stimulent (ou parfois inhibent) la croissance et la division cellulaires.

Les cellules ne se divisent normalement pas à moins d'être stimulées par un facteur de croissance approprié, mais cette contrainte est contournée dans les cellules cancéreuses par divers mécanismes qui créent un signal constant de division, même en l'absence de facteurs de croissance.

Certaines cellules cancéreuses atteignent cette autonomie en produisant leurs propres facteurs de croissance, provoquant ainsi la stimulation de la prolifération cellulaire sans avoir besoin de facteurs de croissance produits par d'autres cellules. De même, d'autres cellules cancéreuses possèdent des récepteurs anormaux qui sont activés de manière permanente, provoquant la division cellulaire, que des facteurs de croissance soient présents ou non.

Les cellules cancéreuses peuvent également produire des quantités excessives ou des versions hyperactives d'autres protéines impliquées dans le relais des signaux des récepteurs de la surface cellulaire vers la machinerie de division cellulaire à l'intérieur de la cellule. L'effet net des types d'altérations précédents est d'amener les voies qui signalent la prolifération cellulaire à devenir hyperactives ou même autonomes, fonctionnant en l'absence de facteurs de croissance.

ii. Le cycle cellulaire est composé de phases G1, S, G2 et M:

Pour comprendre comment les voies activées par les facteurs de croissance provoquent finalement la division d'une cellule, il est d'abord nécessaire de passer en revue les événements associés à la division cellulaire. Dans les cellules qui se divisent, les molécules d'ADN nucléaire doivent être dupliquées puis distribuées de manière à garantir que les deux nouvelles cellules reçoivent chacune un ensemble complet d'instructions génétiques. Lors de la préparation et de l'accomplissement de ces tâches, les cellules passent par une série d'étapes discrètes appelées phase G1, phase S, phase G2 et phase M.

Les quatre phases sont collectivement appelées cycle cellulaire (figure 7).

G1 - la première phase qui se produit après qu'une cellule vient de se diviser - est la plus longue des aubes. Une phase G1 typique dure environ 8 à 10 heures dans les cellules humaines, mais les cellules à division rapide peuvent ne passer que quelques minutes ou heures dans Gl. A l'inverse, les cellules qui se divisent très lentement peuvent s'arrêter en G1 et passer des semaines, des mois, voire des années dans la ramification de G1 appelée phase G0 (G zéro). Après avoir terminé G1, la cellule entre en phase S, une période d'environ 6 à 8 heures pendant laquelle les molécules d'ADN chromosomique sont répliquées.

Vient ensuite la phase G2, où 3 à 4 heures sont consacrées aux derniers préparatifs de la division cellulaire. La cellule entre alors en phase M, ce qui prend environ une heure pour diviser physiquement la cellule d'origine en deux nouvelles cellules. Les principaux événements de la phase M comprennent la division du noyau, ou mitose, suivie de la division du cytoplasme, ou cytokinèse. Les deux cellules nouvellement formées entrent ensuite à nouveau dans la phase G1 et commencent les préparatifs pour un autre cycle de division cellulaire.

Prises ensemble, les phases G1, S et G2 sont collectivement appelées interphase. En plus de fournir le temps nécessaire à une cellule pour faire des copies de ses molécules d'ADN, l'interphase est également une période de croissance cellulaire. L'interphase occupe environ 95% d'un cycle cellulaire typique alors que le processus réel de division cellulaire (phase M) ne prend qu'environ 5%.

Globalement, le temps occupé par les différentes étapes du cycle permet à une cellule humaine typique de se diviser aussi souvent qu'une fois toutes les 18 à 24 heures. Cependant, les différents types de cellules qui composent le corps diffèrent considérablement en termes de temps de cycle, allant de cellules qui se divisent très rapidement et en continu à des cellules différenciées qui ne se divisent pas du tout.

La variabilité observée dans les taux de division cellulaire signifie que des mécanismes doivent exister pour réguler la progression à travers le cycle cellulaire. Un point de contrôle clé a été identifié à la fin de G1, où le cycle cellulaire est généralement arrêté dans les cellules qui cessent de se diviser. Par exemple, la division des cellules cultivées peut être ralentie ou arrêtée en laissant les cellules manquer de nutriments ou de facteurs de croissance, ou en ajoutant des inhibiteurs de processus vitaux tels que la synthèse des protéines.

Dans de tels cas, le cycle cellulaire est interrompu à la fin de l'IG à un point appelé point de restriction. Dans des conditions normales, la capacité de franchir le point de restriction est principalement régie par la présence de facteurs de croissance.

Les cellules qui traversent avec succès le point de restriction sont engagées dans la phase S et le reste du cycle cellulaire, tandis que celles qui ne passent pas le point de restriction entrent en GO et y résident pendant des périodes de temps variables, en attendant un signal qui leur permettra de entrez à nouveau dans G1 et passez par le point de restriction.

iii. La progression à travers le cycle cellulaire est entraînée par des kinases dépendantes des cyclines:

Au niveau moléculaire, le passage à travers le point de restriction et d'autres points clés du cycle cellulaire est contrôlé par des protéines connues sous le nom de kinases dépendantes de la cycline (Cdks). Les Cdk sont des protéines kinases, terme désignant une classe d'enzymes qui régulent l'activité des molécules protéiques ciblées en catalysant leur phosphorylation (attachement de groupes phosphate aux protéines ciblées).

Au cours des réactions de phosphorylation des protéines, le groupe phosphate est donné à la protéine ciblée par le composé à haute énergie ATP (adénosine triphosphate), qui est converti en ADP (adénosine diphosphate) au cours de la réaction. Les cellules contiennent des dizaines de protéines kinases différentes, chacune conçue pour réguler l'activité d'un groupe spécifique de protéines en catalysant leur phosphorylation.

Comme son nom l'indique, une kinase dépendante de la cycline (Cdk) ne présente une activité de protéine kinase que lorsqu'elle est liée à un autre type de protéine appelée cycline. La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par plusieurs Cdk qui se lient à différentes cyclines, créant ainsi une variété de complexes Cdk-cycline.

Les cyclines impliquées dans la régulation de la progression de la phase G1 à la phase S sont appelées cyclines G1, et les molécules Cdk auxquelles elles se lient sont appelées G1 Cdks. De même, les cyclines impliquées dans la régulation du passage de la phase G2 à la phase M sont appelées cyclines mitotiques, et les molécules Cdk auxquelles elles se lient sont appelées Cdks mitotiques. Les complexes Cdk-cycline agissent en phosphorylant des protéines cibles spécifiques dont les actions sont nécessaires à différentes étapes du cycle cellulaire.

Comment les complexes Cdk-cycline garantissent-ils que le passage à travers les points clés du cycle cellulaire ne se produit qu'au moment opportun ? En abordant cette question, nous examinerons brièvement le comportement du complexe mitotique Cdk-cycline (Cdk mitotique lié à la cycline mitotique), qui régule le passage de la phase G2 à la phase M.

La cycline mitotique est synthétisée en continu tout au long de l'interphase et augmente progressivement en concentration pendant G1, S et G2, atteignant finalement une concentration suffisamment élevée pour se lier à la Cdk mitotique (Figure 8).

La Cdk-cycline mitotique qui en résulte déclenche le passage de la phase G2 à la phase M en phosphorylant les protéines clés impliquées dans les premiers stades de la mitose. Par exemple, les protéines phosphorylées par la Cdk-cycline mitotique déclenchent la rupture de l'enveloppe nucléaire, la condensation des chromosomes et la formation du fuseau mitotique.

Peu de temps après, la cycline mitotique est ciblée pour la dégradation par une enzyme appelée complexe de promotion de l'anaphase et la Cdk mitotique devient inactive, déclenchant la sortie de la mitose. Au cours du cycle cellulaire suivant, la mitose ne peut être déclenchée que lorsque la concentration de cycline mitotique s'accumule à nouveau.

En plus d'être régulée par la disponibilité des cyclines, l'activité des divers complexes Cdk-cycline est contrôlée par des réactions dans lesquelles les molécules Cdk sont altérées par phosphorylation (ajout de groupes phosphate) et déphosphorylation (élimination des groupes phosphate).

La figure 9 illustre comment le complexe mitotique Cdk-cycline est régulé de cette manière :

À l'étape ①, la liaison de la cycline mitotique à la Cdk mitotique crée un complexe initialement inactif. Avant de pouvoir déclencher le passage de la phase G2 à la phase M, le complexe nécessite l'ajout d'un groupe phosphate activateur à un acide aminé particulier de la molécule Cdk. Avant d'ajouter ce phosphate, cependant, des groupes phosphate inhibiteurs sont d'abord attachés à la molécule Cdk à deux autres emplacements, empêchant le Cdk de fonctionner (étape ②). Le groupement phosphate activateur, surligné en jaune à l'étape , est ensuite ajouté. La dernière étape de la séquence d'activation est l'élimination des phosphates inhibiteurs par une enzyme spécifique appelée protéine phosphatase (étape ④).

Une fois que la phosphatase commence à éliminer les phosphates inhibiteurs, une boucle de rétroaction positive est mise en place : le complexe Cdk-cycline activé généré par cette réaction stimule la phosphatase, provoquant ainsi un processus d'activation plus rapide. Après avoir été activé, le complexe mitotique Cdk-cycline déclenche le passage de la phase G2 à la phase M en catalysant la phosphorylation des protéines nécessaires au déclenchement de la mitose.

Les voies de signalisation du facteur de croissance agissent sur le point de restriction en stimulant la phosphorylation de la protéine Rb:

Maintenant que les Cdk-cyclines ont été introduites, nous pouvons expliquer comment les facteurs de croissance exercent leur contrôle sur la prolifération cellulaire. Si des cellules normales sont placées dans un milieu de culture contenant des nutriments et des vitamines mais pas de facteurs de croissance, les cellules s'arrêtent au point de restriction. L'ajout ultérieur de facteurs de croissance est suffisant pour que les cellules recommencent à se diviser.

Comment les facteurs de croissance font-ils que les cellules G1 arrêtées reprennent leur progression dans le cycle cellulaire ? La liaison d'un facteur de croissance à son récepteur de surface cellulaire correspondant provoque l'activation du récepteur, et le récepteur activé déclenche alors une voie complexe de réactions impliquant des dizaines de molécules cytoplasmiques et nucléaires différentes qui relaient le signal dans toute la cellule. Ici, nous ne sommes concernés que par la question : comment ces voies affectent-elles le cycle cellulaire et font-elles passer les cellules à travers le point de restriction et dans la phase S ?

La réponse à cette question est que les voies de signalisation des facteurs de croissance déclenchent la production de Cdk-cyclines qui à leur tour catalysent la phosphorylation des protéines cibles nécessaires à la transition vers la phase S.

Une cible clé est la protéine Rb, une molécule qui limite normalement la prolifération cellulaire en empêchant le passage à travers le point de restriction (Figure 10). Après que la Cdk-cycline phosphoryle Rb, elle ne peut plus exercer cette influence inhibitrice et les cellules sont libres de passer par le point de restriction et dans la phase S.

Moniteur de chemins de point de contrôle pour la réplication de l'ADN, du chromosome au fuseau Attachements et dommages à l'ADN:

La capacité des facteurs de croissance à favoriser le passage à travers le point de restriction en stimulant la production de Cdk-cyclines qui phosphorylent Rb n'est qu'un exemple de la façon dont le cycle cellulaire est contrôlé par des facteurs externes et internes qui déterminent si une cellule doit ou non se diviser.

Un autre type de contrôle du cycle cellulaire implique une série de voies de points de contrôle qui empêchent les cellules de passer d'une phase à la suivante avant que la phase précédente ne soit correctement terminée. Ces voies de contrôle surveillent les conditions au sein de la cellule et arrêtent temporairement le cycle cellulaire à divers points si les conditions ne sont pas propices à la poursuite (Figure 11).

L'un de ces mécanismes, appelé point de contrôle de la réplication de l'ADN, surveille l'état de la réplication de l'ADN pour s'assurer que la synthèse de l'ADN est terminée avant de procéder à la division cellulaire. Si la réplication de l'ADN n'est pas complète, le cycle cellulaire est interrompu pour permettre à la réplication de l'ADN d'être terminée avant d'entrer dans la phase M. L'existence du point de contrôle de la réplication de l'ADN a été démontrée en traitant des cellules avec des inhibiteurs de la synthèse de l'ADN.

Dans de telles conditions, l'étape de déphosphorylation finale impliquée dans l'activation de la Cdk-cycline mitotique (étape 4 sur la figure 9) est bloquée par une série d'événements déclenchés par des protéines associées à la réplication de l'ADN. Le manque résultant de Cdk-cycline mitotique active arrête le cycle cellulaire à la fin de G2 jusqu'à ce que la réplication de l'ADN soit terminée.

Un deuxième mécanisme de point de contrôle, appelé point de contrôle du fuseau, agit entre les stades métaphasique et anaphasique de la mitose, le point où les deux ensembles de chromosomes en double sont sur le point d'être répartis dans les deux nouvelles cellules formées par le processus de division cellulaire.

À la fin de la métaphase, les deux ensembles de chromosomes sont normalement alignés au centre du fuseau mitotique, une structure composée de microtubules qui s'attachent aux chromosomes et les attirent finalement dans les deux cellules nouvellement formées. Avant le début du mouvement des chromosomes (l'événement qui marque le début de l'anaphase), le mécanisme de point de contrôle du fuseau est invoqué pour s'assurer que les chromosomes sont tous correctement attachés au fuseau.

Si les chromosomes ne sont pas complètement attachés, le cycle cellulaire est temporairement interrompu à ce stade pour permettre au processus de se terminer. En l'absence d'un tel mécanisme de contrôle pour surveiller les fixations des chromosomes au fuseau, il n'y aurait aucune garantie que chacune des cellules nouvellement formées recevrait un ensemble complet de chromosomes.

Un troisième type de point de contrôle est utilisé pour empêcher les cellules dont l'ADN est endommagé de poursuivre le cycle cellulaire. Dans ce cas, une série de points de contrôle des dommages à l'ADN surveillent les dommages à l'ADN et arrêtent le cycle cellulaire à divers points, y compris les derniers G1, S et G2 tardifs, en inhibant différents complexes Cdk-cycline. Une molécule appelée la protéine p53 joue un rôle central dans ces chemins et voies de contrôle.

En présence d'ADN endommagé, la protéine p53 s'accumule et déclenche l'arrêt du cycle cellulaire pour laisser le temps aux dommages de l'ADN d'être réparés. Si les dommages ne peuvent pas être réparés, p53 peut également déclencher la mort cellulaire par apoptose. La capacité de p53 à déclencher l'arrêt du cycle cellulaire ou la mort cellulaire empêche les cellules dont l'ADN est endommagé de proliférer et de transmettre les dommages aux générations de cellules suivantes.

iv. Les mécanismes de contrôle du cycle cellulaire sont défectueux dans les cellules cancéreuses:

La discussion précédente sur les mécanismes de contrôle du cycle cellulaire s'est concentrée en grande partie sur le comportement des cellules normales. Comment ces principes s'appliquent-ils au comportement des cellules cancéreuses, qui croissent et se divisent de façon incontrôlée ? Nous avons déjà vu que les cellules cancéreuses produisent souvent des quantités excessives (ou des versions hyperactives) de facteurs de croissance, de récepteurs ou d'autres composants des voies de signalisation des facteurs de croissance.

De telles altérations provoquent une production excessive de Cdk-cyclines qui phosphorylent la protéine Rb, fournissant ainsi un stimulus continu pour que les cellules passent par le point de restriction et se divisent.

La situation est encore aggravée par le fait que le point de restriction ne fonctionne souvent pas correctement dans les cellules cancéreuses. Lorsque les cellules cancéreuses sont cultivées dans des conditions sous-optimales (par exemple, facteurs de croissance insuffisants, densité cellulaire élevée, manque d'ancrage ou nutriments inadéquats) qui entraîneraient l'arrêt des cellules normales au point de restriction, les cellules cancéreuses continuent de croître et de se diviser sans s'arrêter. au point de restriction.

En d'autres termes, les cellules cancéreuses présentent une perte de contrôle des points de restriction. Dans des conditions extrêmement défavorables, telles qu'une privation nutritionnelle sévère, les cellules cancéreuses meurent à des moments aléatoires du cycle cellulaire plutôt que de s'arrêter au point de restriction.

En plus de la perte du contrôle des points de restriction, les cellules cancéreuses présentent fréquemment des défauts dans les voies des points de contrôle qui, autrement, répondraient à des problèmes internes, tels que des dommages à l'ADN, en arrêtant le cycle cellulaire. Les défaillances des voies de contrôle, ainsi que la perte de contrôle des points de restriction, permettent aux cellules cancéreuses de continuer à proliférer dans des conditions dans lesquelles le cycle cellulaire des cellules normales s'arrêterait.

La différence entre la régulation du cycle cellulaire dans les cellules cancéreuses et les cellules normales peut être exploitée expérimentalement en utilisant des médicaments qui agissent à différents moments du cycle. Par exemple, la staurosporine est un médicament qui arrête le cycle cellulaire au point de restriction, et la camptothécine est un médicament qui tue les cellules en phase S en perturbant la synthèse de l'ADN.

Comme le montre la figure 12, lorsque des cultures de cellules normales sont exposées à la staurosporine suivie par la camptothécine, la staurosporine arrête les cellules au point de restriction et les empêche ainsi d'entrer en phase S et d'être tuées par la camptothécine. Si les deux médicaments sont ensuite retirés, les cellules passent à nouveau par le point de restriction et recommencent à se diviser.

Avec les cellules cancéreuses, les résultats sont assez différents. La staurosporine n'arrête pas les cellules cancéreuses dans G1 en raison de la perte du contrôle du point de restriction, de sorte que les cellules passent en phase S et sont tuées par la camptothécine. Cette découverte que les cellules cancéreuses peuvent être tuées par des combinaisons de médicaments qui ne nuisent pas aux cellules normales soulève la possibilité que des stratégies similaires pourraient éventuellement être conçues pour traiter les patients atteints de cancer.

4. Essai sur les traits affectant la prolifération des cellules cancéreuses :

Un cycle cellulaire non restreint, cependant, n'est pas le seul facteur qui contribue à la production incontrôlée de cellules tumorales. Le nombre de cellules qui s'accumulent dans une tumeur en croissance est déterminé non seulement par la vitesse à laquelle les cellules se divisent, mais aussi par la vitesse à laquelle elles meurent. Comme dans le cas du cycle cellulaire, la mort cellulaire est contrôlée par des voies qui ne fonctionnent pas correctement dans les cellules cancéreuses, permettant ainsi la survie de cellules qui autrement seraient détruites.

Caractéristiques qui affectent la prolifération des cellules cancéreuses en affectant le cycle cellulaire et la division cellulaire :

je. L'apoptose est un mécanisme pour éliminer les cellules inutiles ou défectueuses:

La mort cellulaire semble être un événement aléatoire, incontrôlé et indésirable. En réalité, les organismes possèdent un programme génétique régulé avec précision pour inciter les cellules individuelles à se tuer le cas échéant. Ce programme de suicide, appelé apoptose, est conçu pour empêcher l'accumulation de cellules inutiles ou défectueuses qui surviennent au cours du développement embryonnaire ainsi que plus tard dans la vie.

Par exemple, vous pourriez penser que les embryons ne produiraient que le nombre exact de cellules dont ils ont besoin, mais ce n'est guère le cas. Les embryons produisent de nombreuses cellules supplémentaires qui ne feront pas partie de l'organe ou du tissu final dans lequel ils apparaissent. Un exemple en est la main humaine, qui est au départ une masse solide de tissu.

Les doigts sont ensuite découpés dans le tissu par un processus dans lequel l'apoptose est invoquée pour détruire les cellules qui formeraient autrement une sangle entre les doigts. L'apoptose est également importante dans le cerveau nouvellement formé, où les cellules nerveuses supplémentaires créées pendant le développement embryonnaire sont détruites par l'apoptose pendant la petite enfance lorsque le réseau final de connexions nerveuses est établi.

Une autre fonction de l'apoptose est de débarrasser le corps des cellules défectueuses. Par exemple, les cellules infectées par des virus invoquent souvent l'apoptose pour déclencher leur propre destruction, limitant ainsi la reproduction et la propagation du virus. Les cellules dont l'ADN est endommagé peuvent également déclencher l'apoptose, en particulier si les dommages ne peuvent pas être réparés. Cette capacité à détruire les cellules génétiquement endommagées est particulièrement utile pour aider à prévenir le développement du cancer.

ii. L'apoptose est réalisée par une cascade de caspase:

L'apoptose est un type unique de mort cellulaire, très différent de ce qui se produit lorsque les cellules sont détruites par une blessure physique ou l'exposition à certains poisons. En réponse à de tels dommages non spécifiques, les cellules subissent une nécrose, un type de mort lente au cours de laquelle les cellules gonflent et finissent par éclater, crachant leur contenu dans les tissus environnants. La nécrose entraîne souvent une réaction inflammatoire qui peut entraîner une destruction supplémentaire des cellules, ce qui la rend potentiellement dangereuse.

En revanche, l'apoptose tue les cellules de manière rapide et nette sans endommager les tissus environnants. Le processus implique une séquence soigneusement orchestrée d'événements intracellulaires qui démantèlent systématiquement la cellule (Figure 13). Le premier changement observable dans une cellule en cours d'apoptose est le rétrécissement cellulaire. Ensuite, de petites protubérances de cytoplasme en forme de bulles (“blebs”) commencent à se former à la surface de la cellule lorsque le noyau et d'autres structures cellulaires commencent à se désintégrer.

L'ADN chromosomique est ensuite dégradé en petits morceaux et la cellule entière se brise, formant de petits fragments appelés corps apoptotiques. Enfin, les corps apoptotiques sont engloutis par des cellules voisines appelées phagocytes, spécialisées pour ingérer des matières étrangères et les décomposer en molécules pouvant être recyclées à d'autres fins.

L'apoptose est réalisée par une série d'enzymes dégradant les protéines appelées caspases. Normalement, les caspases résident dans les cellules sous forme de précurseurs inactifs appelés procaspases. Lorsqu'une cellule reçoit un signal de suicide, un membre initiateur de la famille des procaspases est converti en caspase active.

La caspase activée catalyse la conversion d'une autre procaspase en une caspase active, qui active encore une autre procaspase, et ainsi de suite. Certains membres de cette cascade de caspases détruisent des protéines cellulaires clés.

Par exemple, une caspase dégrade une protéine impliquée dans le maintien de l'intégrité structurelle du noyau, et une autre caspase dégrade une protéine dont la destruction libère une enzyme qui provoque la fragmentation de l'ADN chromosomique. Par conséquent, l'effet net de la cascade de caspases est l'activation d'une série d'enzymes qui dégradent les principaux composants de la cellule, conduisant ainsi à un désassemblage ordonné de la cellule mourante.

iii. Les cellules cancéreuses sont capables d'échapper à l'apoptose:

La présence de procaspases au sein d'une cellule signifie que la cellule est programmée avec les germes de sa propre destruction, prête à se suicider rapidement si nécessaire. Il est donc crucial que les mécanismes employés pour contrôler l'activation des caspases soient précisément et soigneusement régulés et ne soient mis en jeu que lorsqu'il existe un besoin légitime de détruire une cellule inutile ou défectueuse. Il existe deux voies principales pour activer la cascade des caspases, une voie externe et une voie interne (voir Figure 13, en bas).

La voie externe est utilisée lorsqu'une cellule a été ciblée pour être détruite par d'autres cellules du tissu environnant. Dans de tels cas, les cellules voisines produisent des molécules qui transmettent un "signal de mort" en se liant aux récepteurs de mort présents sur la surface externe de la cellule ciblée.

Les récepteurs de mort activés interagissent ensuite avec et déclenchent l'activation des molécules de procaspase initiatrices situées à l'intérieur de la cellule, démarrant ainsi la cascade de caspases.

La voie interne, une voie particulièrement pertinente pour le domaine de la biologie du cancer, fonctionne principalement dans la destruction des cellules qui ont subi des dommages importants à l'ADN. Bien que les cellules possèdent plusieurs mécanismes pour réparer les dommages à l'ADN, dans de nombreux cas, il est plus sûr de détruire les cellules dans lesquelles l'intégrité de leur ADN est remise en question.

De cette manière, le danger potentiel posé par la prolifération des cellules mutantes est minimisé. La protéine joue un rôle central dans le mécanisme par lequel l'apoptose est induite dans les cellules qui ont subi des dommages importants à l'ADN. La présence d'ADN endommagé déclenche l'accumulation de la protéine p53, qui à son tour stimule la production de protéines qui altèrent la perméabilité des membranes mitochondriales. Les mitochondries altérées libèrent alors un groupe de protéines, en particulier le cytochrome c, qui activent la cascade des caspases et provoquent ainsi la destruction de la cellule par apoptose.

Étant donné que tuer les cellules défectueuses est l'une des principales fonctions de l'apoptose, pourquoi les cellules cancéreuses ne sont-elles pas détruites ?

Après tout, les cellules cancéreuses correspondent à la définition des cellules défectueuses. Elles se développent de manière incontrôlée et, comme vous l'apprendrez sous peu, possèdent des mutations de l'ADN et d'autres anomalies chromosomiques. La raison pour laquelle les cellules cancéreuses sont encore capables de survivre est qu'elles ont développé des moyens d'éviter l'apoptose. Un mécanisme commun est que de nombreuses cellules cancéreuses ont des mutations qui désactivent le gène codant pour ainsi perturber la principale voie interne pour déclencher l'apoptose.

Les mutations du gène sont le défaut génétique le plus courant observé dans les cancers humains.D'autres gènes impliqués dans l'apoptose peuvent également être altérés dans les cellules cancéreuses. Par exemple, le gène codant pour la protéine Bcl2, un inhibiteur naturel de l'apoptose, est altéré dans certains cancers d'une manière qui provoque la production d'une trop grande quantité de Bcl2, bloquant ainsi l'apoptose.

5. Essai sur le rôle de l'ADN dans la prolifération des cellules cancéreuses :

je. Les cellules cancéreuses sont génétiquement instables et présentent souvent des anomalies chromosomiques importantes:

Le nombre de mutations accumulées par les cellules cancéreuses est généralement plus élevé que ce à quoi on pourrait s'attendre dans des populations comparables de cellules normales. Cette tendance à accumuler un nombre excessif de mutations et d'autres types de dommages à l'ADN est appelée instabilité génétique.

Comme nous venons de le voir, l'une des raisons de l'instabilité génétique est que les cellules cancéreuses peuvent présenter des défauts de réparation de l'ADN qui diminuent leur capacité à corriger les mutations de l'ADN. Le résultat net est des taux de mutation élevés qui peuvent être des centaines voire des milliers de fois supérieurs à la normale.

Un autre facteur est que les cellules cancéreuses présentent souvent des défauts dans les voies qui déclenchent l'apoptose en réponse à des dommages à l'ADN. En conséquence, les cellules qui ont subi des dommages importants à l'ADN qui sont irréparables ne s'autodétruisent pas par apoptose comme on pourrait s'y attendre.

Les erreurs dans la manipulation des chromosomes pendant la division cellulaire contribuent également à l'instabilité génétique en créant des anomalies flagrantes dans la structure et le nombre des chromosomes. Normalement, les cellules humaines autres que les spermatozoïdes et les ovules possèdent 23 paires de chromosomes, soit un total de 46 chromosomes par cellule.

De telles cellules sont dites diploïdes (du mot grec diplous, signifiant « double ») car deux copies de chaque type de chromosome sont présentes, une dérivée de chaque parent. En revanche, les cellules cancéreuses sont souvent aneuploïdes, ce qui signifie qu'elles possèdent un nombre anormal de chromosomes. L'aneuploïdie implique généralement à la fois la perte de certains chromosomes et des copies supplémentaires d'autres.

En plus d'un nombre anormal de chromosomes, les cellules cancéreuses possèdent souvent des chromosomes dont la structure a été altérée par des délétions (perte de longues portions d'ADN) et des translocations (échange de longues portions d'ADN entre différents chromosomes).

L'une des premières anomalies chromosomiques à être constamment observée dans tout type de cancer était le chromosome Philadelphie, un chromosome de forme étrange présent dans les cellules cancéreuses de près de 90 % de tous les individus atteints de leucémie myéloïde chronique (Figure 19).

Le chromosome Philadelphie est produit par une rupture de l'ADN près des extrémités des chromosomes 9 et 22, suivie d'un échange réciproque d'ADN entre les deux chromosomes. Un phénomène similaire est observé dans le lymphome de Burkitt, un cancer des lymphocytes humains, dans lequel des segments dérivés des chromosomes 8 et 14 sont échangés. Dans ces deux situations, les scientifiques ont identifié le gène spécifique dont l'altération par translocation chromosomique conduit au cancer.

Les anomalies du nombre et de la structure des chromosomes contribuent au développement du cancer de diverses manières. Certains gènes cruciaux peuvent être perdus, d'autres gènes peuvent devenir hyperactifs, et pourtant d'autres gènes peuvent être structurellement modifiés et produire des produits anormaux. Contrairement aux mutations impliquant de courtes étendues d'ADN, les défauts chromosomiques bruts sont extrêmement difficiles, voire impossibles, à réparer.

La meilleure solution pour les cellules présentant de tels problèmes chromosomiques est le suicide par apoptose. Cependant, si les cellules présentent des défauts génétiques qui perturbent les voies responsables de l'apoptose, le suicide auto-infligé n'est pas une option et les cellules génétiquement endommagées continueront à proliférer.

ii. Les mutations de l'ADN peuvent conduire au cancer:

La présence de défauts chromosomiques bruts dans les cellules cancéreuses a été signalée pour la première fois il y a près de cent ans, et les plus petits changements dans la séquence de bases qui se produisent dans l'ADN des cellules cancéreuses sont également reconnus depuis de nombreuses années.

Pendant longtemps, il a été difficile de distinguer si de telles anomalies de l'ADN sont responsables du cancer ou si elles représentent simplement des changements secondaires qui surviennent parce que les cellules cancéreuses se divisent de manière rapide et incontrôlée. En d'autres termes, la question ressemblait beaucoup au problème classique du « quel est venu en premier, la poule ou l'œuf ? » Les anomalies de l'ADN provoquent-elles l'apparition du cancer, ou le cancer provoque-t-il l'apparition d'anomalies de l'ADN ?

Ce problème a finalement été résolu au début des années 1980, lorsqu'il a été démontré que des ADN isolés de plusieurs cancers humains différents causaient le cancer dans des conditions de laboratoire. Dans les premières études de ce type (Figure 20), l'ADN a été extrait du tissu humain du cancer de la vessie et appliqué à une culture de cellules de souris normales dans des conditions expérimentales qui favorisent l'incorporation de l'ADN étranger dans les chromosomes des cellules.

L'absorption d'ADN étranger par des cellules dans de telles conditions de laboratoire artificielles est appelée transfection. En réponse, certaines des cellules de souris cultivées ont commencé à proliférer de manière excessive. Lorsque ces cellules en prolifération ont été réinjectées à des souris, les animaux ont développé un cancer.

Des expériences similaires utilisant de l'ADN extrait de tissus humains normaux n'ont pas produit de cellules de souris capables de former des tumeurs. Il a donc été conclu que l'ADN obtenu à partir du cancer de la vessie humain contient des séquences de gènes, non présentes dans l'ADN normal, qui sont capables de provoquer le cancer.

Des résultats similaires ont ensuite été obtenus en utilisant de l'ADN isolé d'autres cancers humains. De telles études ont facilité l'identification d'un certain nombre de gènes spécifiques qui contribuent au développement du cancer.

6. Essai sur le système immunitaire et la prolifération des cellules cancéreuses :

La capacité des cellules cancéreuses à proliférer de manière incontrôlée, combinée à leur capacité à se propager dans l'organisme, en fait un danger potentiellement mortel. L'un des mécanismes de défense normaux du corps est-il capable de se protéger contre une telle menace ? Le système immunitaire est conçu pour se défendre contre les infections par des agents potentiellement nocifs, tels que les bactéries, les virus, les champignons, les parasites, et il attaque également les tissus et cellules étrangers.

Le système immunitaire est-il également capable de reconnaître les cellules cancéreuses, et si oui, comment les cellules cancéreuses parviennent-elles fréquemment à se développer malgré le système immunitaire ? Pour répondre à ces questions, commençons par passer en revue les mécanismes de base impliqués dans une réponse immunitaire.

je. Les réponses immunitaires sont réalisées par les lymphocytes B, les lymphocytes T et les cellules NK :

Les molécules capables de provoquer une réponse immunitaire sont appelées antigènes. Pour fonctionner comme un antigène, une sous-shystance doit être reconnue comme étant « étrangère », c'est-à-dire différente des molécules normalement présentes dans le corps d'une personne. Plus une molécule diffère par sa structure des constituants normaux des tissus, plus grande est l'intensité de la réponse immunitaire montée contre cette substance.

Les antigènes doivent également être sensibles à la dégradation et à la transformation par les cellules. Cette exigence explique pourquoi des matières étrangères non dégradables, telles que des broches en acier inoxydable et des valves en plastique, peuvent être implantées chirurgicalement chez l'homme sans provoquer de réponse immunitaire. Pour déclencher une réponse immunitaire efficace, un antigène doit être dégradé et traité par des cellules présentatrices d'antigène spécialisées qui « présentent des antigènes aux cellules du système immunitaire d'une manière conçue pour activer une réponse immunitaire.

Les macrophages et les cellules dendritiques sont parmi les cellules présentatrices d'antigènes les plus couramment rencontrées. Comme le montre la figure 21, les antigènes engloutis par ces cellules sont dégradés en petits fragments qui finissent par se lier à des protéines de surface cellulaire appelées molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH). Lorsqu'un fragment d'antigène lié à une molécule du CMH est présent à la surface d'une cellule présentatrice d'antigène, le complexe CMH-antigène stimule les cellules appelées lymphocytes à monter une attaque contre cet antigène particulier.

Les lymphocytes stimulés attaquent les antigènes étrangers de deux manières différentes. Un groupe de lymphocytes, appelés lymphocytes B, produit des protéines appelées anticorps, qui circulent dans la circulation sanguine et pénètrent dans les fluides extracellulaires, où ils se lient à l'antigène étranger qui a induit la réponse immunitaire. Un autre groupe de lymphocytes, appelés lymphocytes T cytotoxiques (CTL), se lie aux cellules présentant des antigènes étrangers à leur surface et tue les cellules ciblées en les faisant éclater.

En plus des lymphocytes B et T, une petite fraction de la population lymphocytaire totale se compose de cellules tueuses naturelles (NK) qui possèdent la capacité intrinsèque de reconnaître et de tuer certains types de cellules tumorales (ainsi que les cellules infectées par le virus).

Contrairement à une réponse immunitaire typique impliquant la formation d'anticorps ou de lymphocytes T cytotoxiques, les cellules NK n'ont pas besoin de reconnaître un antigène spécifique avant d'attaquer une cellule cible. Au lieu de cela, ils sont programmés pour attaquer un large éventail de cellules anormales de manière relativement indiscriminée, tout en laissant les cellules normales indemnes.

ii. Certaines cellules cancéreuses possèdent des antigènes qui déclenchent une réponse immunitaire:

Parce que tant de personnes développent un cancer, il est clair que la capacité des cellules NK à attaquer les tumeurs est souvent dépassée.

Une réponse immunitaire plus puissante et efficace nécessite la participation de lymphocytes T cytotoxiques, dont l'activité de destruction est dirigée sélectivement contre les cellules contenant un antigène spécifique. Cependant, pour que les lymphocytes T cytotoxiques soient impliqués, ils doivent reconnaître un antigène comme étant étranger ou anormal.

La question de savoir si les cellules cancéreuses présentent des antigènes uniques qui peuvent déclencher une telle réponse immunitaire a une histoire longue et controversée. Une partie de la difficulté à parvenir à un consensus vient du fait que les cancers présentent une variété de changements antigéniques. Dans les mélanomes humains, par exemple, au moins trois classes d'antigènes ont été détectées.

Les antigènes du premier type sont spécifiques à la fois des mélanomes et de la personne à partir de laquelle un mélanome particulier est obtenu. Les antigènes du deuxième type sont spécifiques des mélanomes mais pas de la personne en particulier qui a le mélanome. Les antigènes des deux types précédents ne peuvent pas être détectés dans les cellules normales et sont donc des exemples d'antigènes spécifiques de tumeurs.

Les antigènes du troisième type sont présents à la fois dans les cellules normales et dans les cellules de mélanome, bien que leur concentration dans les cellules de mélanome soit plus élevée. De tels antigènes qui sont présents en concentration plus élevée dans une tumeur mais ne sont pas uniques aux tumeurs sont plus précisément appelés antigènes associés aux tumeurs.

La distinction entre les antigènes spécifiques de la tumeur et les antigènes associés à la tumeur est parfois difficile à faire. Par exemple, un groupe de molécules appelées antigènes MAGE est exprimé dans les mélanomes et plusieurs autres cancers, mais pas dans la plupart des tissus normaux. Les antigènes MAGE sont donc proches d'être “spécifique à la tumeur”, et une réponse immunitaire dirigée contre eux devrait être raisonnablement sélective, causant un minimum de dommages aux tissus normaux.

D'autres antigènes associés aux tumeurs, tels que l'antigène spécifique de la prostate (PSA) produit par les cellules cancéreuses de la prostate, sont propres à un tissu spécifique. Bien que des antigènes de ce type soient également produits par des cellules normales, une réponse immunitaire dirigée contre elles serait relativement sélective en ce sens qu'elle n'est dirigée que contre un seul tissu.

Les antigènes qui sont véritablement spécifiques de la tumeur se produisent dans les cancers qui produisent des protéines structurellement anormales. De telles protéines n'apparaissent pas dans les cellules normales et peuvent donc être reconnues par le système immunitaire comme étant « étrangères ». Il existe plusieurs exemples de gènes de cellules cancéreuses mutantes qui produisent des protéines anormales.

Ces molécules peuvent agir comme des antigènes qui provoquent une réponse cytotoxique hautement sélective des cellules T contre les cellules tumorales dans lesquelles elles se trouvent, à condition que les protéines mutantes soient traitées et présentées au système immunitaire de manière appropriée.

iii. La théorie de la surveillance immunitaire postule que le système immunitaire est capable de protéger contre le cancer:

L'existence d'antigènes spécifiques aux tumeurs soulève une question intéressante : pourquoi les personnes atteintes de cancer ne rejettent-elles pas leurs propres tumeurs ? La théorie de la surveillance immunitaire postule que la destruction immunitaire des cellules cancéreuses nouvellement formées est en fait un événement de routine chez les individus sains, et le cancer reflète simplement l'échec occasionnel d'une réponse immunitaire adéquate à monter contre les cellules aberrantes.

La validité de cette théorie a été débattue pendant de nombreuses années, avec divers types de preuves citées à la fois pour et contre.

Certaines des preuves impliquent des patients transplantés d'organes qui prennent des médicaments immunosuppresseurs, qui dépriment la fonction immunitaire et diminuent ainsi le risque de rejet immunitaire de l'organe transplanté. Comme le prédit la théorie de la surveillance immunitaire, les personnes traitées avec des médicaments immunosuppresseurs développent de nombreux cancers à des taux plus élevés que la normale (Figure 22).

Bien que cette découverte semble soutenir l'idée que le système immunitaire aide normalement à prévenir le développement de cancers, il est également possible que les médicaments immunosuppresseurs agissent directement pour déclencher le développement du cancer. Par exemple, il a été démontré que la cyclosporine, l'un des médicaments immunosuppresseurs les plus efficaces et les plus couramment utilisés, stimule la prolifération et la motilité des cellules cancéreuses isolées en culture.

Ces résultats indiquent que les effets directs des médicaments immunosuppresseurs sur les cellules cancéreuses nouvellement formées peuvent contribuer à l'augmentation de la croissance tumorale observée chez les personnes prenant de tels médicaments.

Une approche plus directe pour évaluer la théorie de la surveillance immunitaire implique l'utilisation d'animaux qui ont été génétiquement modifiés pour introduire des défauts spécifiques dans le système immunitaire. Une étude de ce type a utilisé des souris mutantes contenant des perturbations dans Rag2, un gène exprimé uniquement dans les lymphocytes.

Les souris mutantes, qui ne produisent pas de lymphocytes fonctionnels, ont développé un cancer plus fréquemment que les souris normales. Un risque accru de cancer a été observé à la fois pour les cancers qui surviennent spontanément et pour les cancers qui ont été induits par l'injection d'un produit chimique cancérigène à des animaux. De tels résultats indiquent qu'un système immunitaire fonctionnant normalement aide à protéger les souris contre le développement du cancer.

Néanmoins, la question persiste quant à la pertinence de ces découvertes pour les cancers humains. Si le système immunitaire joue un rôle important dans la protection des humains contre les cancers courants, vous vous attendriez à une augmentation spectaculaire des taux globaux de cancer chez les patients atteints du SIDA dont la fonction immunitaire est gravement déprimée.

Alors que les personnes atteintes du SIDA présentent des taux plus élevés pour quelques types de cancer, en particulier le sarcome de Kaposi et les lymphomes, des taux accrus pour les formes les plus courantes de cancer n'ont pas été observés. La plupart des cancers qui surviennent à des taux plus élevés chez les patients atteints du SIDA sont connus pour être causés par des virus.

De telles observations suggèrent que la surveillance immunitaire peut jouer un rôle important dans la protection des humains contre les cancers d'origine virale, mais qu'elle est moins efficace pour prévenir les formes de cancer les plus courantes.

iv. Les cellules cancéreuses ont différentes manières d'échapper au système immunitaire:

Sur la base du grand nombre de personnes qui développent un cancer chaque année, il est clair que les tumeurs trouvent régulièrement des moyens d'échapper à la destruction par le système immunitaire. Un mécanisme est basé sur la progression tumorale, qui fait référence aux changements graduels de la composition des populations de cellules cancéreuses qui se produisent au fil du temps, car la sélection naturelle favorise la survie de cellules plus agressives et aberrantes.

Au cours de la progression tumorale, les cellules contenant des antigènes qui déclenchent une forte réponse immunitaire sont les plus susceptibles d'être attaquées et détruites. Inversement, les cellules qui manquent ou produisent de plus petites quantités d'antigènes les marquant pour la destruction sont plus susceptibles de survivre et de proliférer. Ainsi, au fur et à mesure que la progression tumorale progresse, il y a une sélection continue de cellules qui invoquent moins de réponse immunitaire.

Les cellules cancéreuses ont également mis au point des moyens de lutter activement et de vaincre le système immunitaire. Par exemple, certaines cellules cancéreuses produisent des molécules qui tuent les lymphocytes T ou perturbent leur capacité de fonctionner.

Les tumeurs peuvent également s'entourer d'une couche dense de tissu de soutien qui les protège des attaques immunitaires. Et certaines cellules cancéreuses se divisent simplement si rapidement que le système immunitaire ne peut pas les détruire assez rapidement pour contrôler la croissance tumorale. Par conséquent, plus une tumeur grossit, plus il devient facile de submerger le système immunitaire.

Bien que les tumeurs réussissent souvent à échapper aux attaques immunitaires, le rejet immunitaire n'est pas nécessairement un objectif inaccessible. Des expériences sur des souris ont montré que l'immunisation d'un animal avec des antigènes tumoraux peut déclencher une réponse immunitaire efficace dans des conditions dans lesquelles la tumeur qui se développe chez l'animal n'a provoqué aucune réponse par elle-même. Des observations comme celle-ci suggèrent qu'il peut être possible d'arrêter ou même d'empêcher le développement du cancer en stimulant le système immunitaire d'une personne à attaquer les cellules cancéreuses.

7. Essai sur les changements moléculaires dans la prolifération des cellules cancéreuses :

Certaines de ces altérations impliquent des protéines uniques ou anormales qui ne sont pas habituellement rencontrées dans les tissus adultes, mais la plupart des changements moléculaires observés dans la prolifération des cellules cancéreuses sont des augmentations ou des diminutions de la quantité ou de l'activité des protéines normales. Nous examinerons quelques-uns de ces changements qui sont particulièrement remarquables.

je. Les cellules cancéreuses présentent des altérations de la surface cellulaire qui affectent l'adhérence et la communication cellule-cellule:

Des altérations de la composition de la membrane cellulaire externe (membrane plasmique) sont presque universellement observées dans les cellules cancéreuses, mais il est souvent difficile d'évaluer la signification de ces changements car des altérations similaires se produisent dans les cellules normales lorsqu'elles commencent à proliférer.

Par exemple, les protéines de transport membranaire responsables de l'absorption des sucres, des acides aminés et d'autres nutriments sont fréquemment activées dans les cellules tumorales, mais des augmentations similaires sont observées dans les cellules normales qui ont été stimulées pour se diviser en ajoutant des nutriments ou des facteurs de croissance. Il est donc important de faire la distinction entre les modifications membranaires qui jouent un rôle unique dans les cellules cancéreuses et les modifications membranaires qui sont caractéristiques des cellules en division en général.

Parmi les changements de surface cellulaire qui sont particulièrement distinctifs et importants pour le comportement des cellules cancéreuses, il y a ceux qui influencent l'adhésivité. Dans les tissus normaux, l'adhésion cellule-cellule aide à maintenir les cellules à leur place dans les cancers, cette adhérence est diminuée ou totalement absente. L'adhésivité réduite des cellules cancéreuses peut souvent être attribuée à des défauts de la E-cadhérine, une protéine d'adhésion cellule-cellule située à la surface des cellules.

Une deuxième propriété de surface cellulaire altérée dans les cellules cancéreuses est leur tendance accrue à s'agglomérer lorsqu'elles sont exposées en laboratoire à des protéines appelées lectines. Une lectine est une protéine de liaison aux glucides possédant au moins deux sites de liaison aux glucides, ce qui signifie qu'une seule molécule de lectine peut lier deux cellules ensemble en se liant aux groupes de glucides exposés à la surface de chaque cellule.

En conséquence, lorsque des lectines sont ajoutées à une suspension de cellules isolées, les molécules de lectine relient les cellules entre elles pour former de gros amas (Figure 23).On pensait initialement que la susceptibilité accrue à l'agglutination induite par les lectines signifiait que les cellules cancéreuses possédaient plus de groupes de glucides à la surface cellulaire auxquels les lectines peuvent se lier.

Des mesures minutieuses, cependant, ont conduit à la conclusion que le nombre total de ces groupes de glucides a tendance à être similaire dans les cellules normales et cancéreuses. Ce qui semble différer, c'est la mobilité des groupes glucidiques au sein de la membrane plasmique, qui a tendance à être plus importante dans les cellules cancéreuses que dans les cellules normales. Cette capacité des groupes glucidiques de la surface cellulaire à se déplacer plus facilement dans les cellules cancéreuses augmente apparemment la vitesse à laquelle ils peuvent se lier aux lectines ajoutées.

Une autre altération de la surface cellulaire couramment observée dans les cellules cancéreuses est une diminution du nombre de jonctions communicantes, qui sont des structures de surface cellulaire spécialisées composées d'une protéine appelée connexine. Les jonctions lacunaires jouent un rôle dans la communication cellule-cellule en reliant les cellules adjacentes entre elles d'une manière qui permet aux petites molécules de passer directement d'une cellule à l'autre.

L'idée que les jonctions communicantes sont déficientes dans les cellules cancéreuses est venue d'expériences montrant que de petites molécules fluorescentes injectées dans les cellules normales se déplacent rapidement dans les cellules environnantes qui sont normales mais pas dans les cellules malignes (Figure 24). Pour déterminer si cette déficience joue un rôle dans la perte du contrôle de la croissance, des études ont été menées dans lesquelles des cellules normales ont été fusionnées avec des cellules cancéreuses qui avaient perdu la capacité de former des jonctions lacunaires.

Initialement, les cellules hybrides résultantes produisaient des jonctions communicantes et présentaient un contrôle de croissance normal, mais les jonctions communicantes ont finalement disparu de certaines des cellules hybrides. À ce stade, les cellules sont revenues à une croissance incontrôlée, soulevant la possibilité intéressante que le contrôle normal de la croissance soit influencé par la capacité des cellules à communiquer à travers les jonctions communicantes.

ii. Les cellules cancéreuses produisent des protéines embryonnaires, des protéases et des stimulateurs de la croissance des vaisseaux sanguins:

De nombreux efforts ont été déployés pour rechercher des molécules produites uniquement par les cellules cancéreuses et qui pourraient donc servir de « marqueurs » pour détecter la présence du cancer. Malheureusement, peu des molécules identifiées jusqu'à présent sont largement utiles comme identifiants uniques de cellules cancéreuses, bien qu'un certain nombre d'entre elles puissent être utilisées pour détecter la présence de types spécifiques de cancer. Par exemple, certaines cellules cancéreuses fabriquent et sécrètent des protéines que l'on ne trouve généralement que dans les embryons.

L'une de ces protéines, l'alpha-foetoprotéine, est produite par les cellules hépatiques embryonnaires, mais n'est détectable qu'en quantités infimes chez les adultes normaux. Chez les personnes atteintes d'un cancer du foie, la concentration d'alpha-foetoprotéine dans le sang augmente considérablement. L'antigène carcino-embryonnaire (ACE), une protéine produite dans le tube digestif embryonnaire, et les hormones fœtales telles que la gonadotrophine chorionique et le lactogène placentaire, sont également sécrétés par certains cancers.

Des tests sanguins pour des marqueurs embryonnaires tels que l'alpha-foetoprotéine et l'antigène carcino-embryonnaire peuvent donc être utilisés pour surveiller la présence de certains types de cancer, mais le fait que ces substances ne soient fabriquées que par quelques types de tumeurs limite l'applicabilité de cette approche.

D'autres protéines produites par les cellules cancéreuses ne sont pas uniques à ces cellules, mais ont fourni des informations importantes sur le comportement des tumeurs malignes. Par exemple, les cellules cancéreuses ont tendance à produire des protéases (enzymes dégradant les protéines) qui facilitent la dégradation des structures qui constitueraient autrement des barrières au mouvement et à l'invasion des cellules cancéreuses.

Bien que les protéases soient également sécrétées par certains types de cellules normales, leur production accrue par les cellules cancéreuses facilite la capacité des tumeurs malignes à envahir les tissus environnants et à pénétrer dans le système circulatoire. Les cellules cancéreuses produisent également des protéines qui stimulent la croissance des vaisseaux sanguins, contribuant ainsi à garantir que les tumeurs ont un apport sanguin suffisant.


Le cycle cellulaire et le cancer

Des découvertes récentes dans les domaines de la régulation du cycle cellulaire et du cancer auraient chacune fourni d'excellents exemples de recherche aux « Frontiers of Science ». Cependant, certaines des informations les plus révélatrices sur les deux sujets proviennent de l'intersection des deux domaines. Le but de ce résumé est de présenter les bases du cycle cellulaire, du cancer et de leur chevauchement, puis de décrire la recherche de deux laboratoires qui a été présentée lors de la session. Un traitement plus complet de ces sujets, au-delà de cette description pour un public général, est contenu dans plusieurs revues (1-5).

Le processus de réplication de l'ADN et de division d'une cellule peut être décrit comme une série d'événements coordonnés qui composent un « cycle de division cellulaire », illustré pour les cellules de mammifères sur la figure 1 (voir la légende pour plus de détails). Au moins deux types de mécanismes de contrôle du cycle cellulaire sont reconnus : une cascade de phosphorylations de protéines qui relayent une cellule d'une étape à l'autre et un ensemble de points de contrôle qui surveillent l'achèvement des événements critiques et retardent la progression vers l'étape suivante si nécessaire. Le premier type de contrôle fait intervenir une famille de kinases hautement régulées (2). L'activation de la kinase nécessite généralement l'association avec une deuxième sous-unité qui est exprimée de manière transitoire à la période appropriée du cycle cellulaire, la sous-unité périodique « cycline » s'associe à son partenaire « kinase dépendante de la cycline » (CDK) pour créer un complexe actif avec une spécificité de substrat unique. La phosphorylation et la déphosphorylation régulatrices affinent l'activité des complexes CDK-cycline, assurant des transitions bien définies entre les étapes du cycle cellulaire. À l'avenir, une définition moléculaire supplémentaire du cycle cellulaire pourrait conduire à une progression plus complexe que celle indiquée sur la figure 1.

Une représentation schématique du cycle cellulaire des mammifères. Dans chaque cycle de division cellulaire, les chromosomes sont répliqués une fois (synthèse d'ADN ou phase S) et séparés pour créer deux cellules filles génétiquement identiques (mitose ou phase M). Ces événements sont espacés d'intervalles de croissance et de réorganisation (phases d'écart G1 et G2). Les cellules peuvent arrêter de cycle après division, entrant dans un état de quiescence (G0). L'engagement de parcourir un cycle entier est pris à la fin du G1. La progression à travers le cycle est accomplie en partie par l'activité régulée de nombreux complexes CDK-cycline, indiqués ici et décrits dans le texte.

Un deuxième type de régulation du cycle cellulaire, le contrôle des points de contrôle, est davantage de supervision. Ce n'est pas une partie essentielle de la machinerie de progression du cycle. Les points de contrôle du cycle cellulaire détectent les défauts des événements critiques tels que la réplication de l'ADN et la ségrégation des chromosomes (4). Lorsque les points de contrôle sont activés, par exemple par un ADN sous-répliqué ou endommagé, les signaux sont relayés vers la machinerie de progression du cycle cellulaire. Ces signaux provoquent un retard dans la progression du cycle, jusqu'à ce que le danger de mutation soit écarté. Étant donné que la fonction de point de contrôle n'est pas requise dans chaque cycle cellulaire, l'étendue de la fonction de point de contrôle n'est pas aussi évidente que celle des composants faisant partie intégrante du processus, tels que les CDK.

Superficiellement, le lien entre le cycle cellulaire et le cancer est évident : la machinerie du cycle cellulaire contrôle la prolifération cellulaire, et le cancer est une maladie de la prolifération cellulaire inappropriée. Fondamentalement, tous les cancers permettent l'existence d'un trop grand nombre de cellules. Cependant, cet excès de nombre de cellules est lié à un cercle vicieux avec une réduction de la sensibilité aux signaux qui disent normalement à une cellule d'adhérer, de se différencier ou de mourir. Cette combinaison de propriétés altérées augmente la difficulté de déchiffrer quels changements sont principalement responsables du cancer.

Les premières altérations génétiques dont il a été démontré qu'elles contribuaient au développement du cancer étaient des mutations de gain de fonction (6). Ces mutations définissent un ensemble d'« oncogènes » qui sont des versions mutantes de « protooncogènes » cellulaires normaux. Les produits des protooncogènes fonctionnent dans des voies de transduction de signaux qui favorisent la prolifération cellulaire. Cependant, la transformation par des oncogènes individuels peut être redondante (la mutation de l'un de plusieurs gènes entraînera une transformation) ou peut être spécifique au type de cellule (les mutations transformeront certaines cellules mais n'auront aucun effet sur d'autres). Cela suggère que de multiples voies distinctes d'altération génétique conduisent au cancer, mais que toutes les voies n'ont pas le même rôle dans chaque type de cellule.

Plus récemment, l'importance des mutations de perte de fonction dans la cancérogenèse est devenue de plus en plus évidente (7). Les mutations de ces gènes dits « suppresseurs de tumeurs » ont été initialement reconnues pour avoir un rôle majeur dans la susceptibilité héréditaire au cancer. Parce que l'inactivation des deux copies d'un gène suppresseur de tumeur est nécessaire pour la perte de fonction, les individus hétérozygotes pour les mutations au locus sont phénotypiquement normaux. Ainsi, contrairement aux mutations de gain de fonction, les mutations suppressives de tumeur de perte de fonction peuvent être transportées dans le pool génétique sans conséquence délétère directe. Cependant, les individus hétérozygotes pour les mutations suppresseurs de tumeurs sont plus susceptibles de développer un cancer, car un seul événement mutationnel est nécessaire pour empêcher la synthèse de tout produit génique fonctionnel.

Il apparaît maintenant que les mutations du gène suppresseur de tumeur sont très susceptibles de favoriser, et peuvent même être nécessaires pour, un grand nombre de formes spontanées et héréditaires de cancer (5). Mais quelles sont les fonctions des produits du gène suppresseur de tumeur dans une cellule normale ? Bien qu'il s'agisse d'un sujet de recherche future, il existe des preuves suggérant que plusieurs gènes suppresseurs de tumeurs codent pour des protéines qui régulent négativement la progression du cycle cellulaire. La perte de fonction du produit du gène suppresseur de tumeur pRb, par exemple, devrait libérer les activateurs de la transcription E2F sans nécessiter de phosphorylation et ainsi contourner une régulation négative normale contrôlant l'entrée dans le cycle (Fig. 1). La perte du produit du gène suppresseur de tumeur p16 aurait une conséquence similaire, libérant les E2F en augmentant la phosphorylation de pRb (Fig. 1). De plus, la progression du cycle cellulaire peut être stoppée à plusieurs moments par le produit du gène suppresseur de tumeur p53, activé en réponse aux points de contrôle détectant l'ADN et peut-être aussi la perte de dommages chromosomiques de p53 supprimerait ce frein au cycle (8).

Par quelle voie moléculaire la perte de régulation du cycle cellulaire dans un organisme conduit-elle au cancer ? Quels changements génétiques peuvent coopérer pour permettre à la cellule cancéreuse de s'échapper de l'équilibre normal de la croissance cellulaire ? Tyler Jacks a décrit les résultats de son laboratoire qui ont répondu à ces questions, en utilisant des souris et des lignées cellulaires dérivées de souris qui ont été conçues pour ne pas avoir de produits géniques suppresseurs de tumeur individuels. Pour créer des souris « knock-out », des cellules souches embryonnaires qui peuvent ensuite être réintroduites dans un animal en développement sont soumises à une mutagenèse ciblée du gène d'intérêt. Des cellules avec une copie de gène mutant sont injectées dans des embryons précoces, et des souris qui utilisent les cellules injectées pour former un tissu de lignée germinale sont sélectionnées pour la reproduction. Certains descendants seront entièrement hétérozygotes pour le gène mutant. Ces souris peuvent ensuite être reproduites pour obtenir des animaux mutants homozygotes.

Un aperçu important des études de souris dépourvues de gènes suppresseurs de tumeurs est la dépendance du nombre de cellules équilibré non seulement à la régulation de la prolifération cellulaire, mais également à la régulation de la mort cellulaire. Dans le passé, la mort cellulaire était considérée comme une défaillance accidentelle de la fonction cellulaire normale. Cependant, c'est souvent le contraire qui est vrai : les études génétiques de la mort cellulaire indiquent une exigence de signaux de mort actifs et d'exécution dirigée (pour un examen des protéines impliquées dans la mort cellulaire, voir la référence 9). Une collection d'expériences illustre l'importance de combiner des altérations génétiques qui dérégulent à la fois la prolifération cellulaire et la mort cellulaire (réf. 10 voir aussi réf. 11 et 12). L'inactivation de pRb au cours de l'embryogenèse favorise une activité inappropriée du cycle cellulaire. Cela découle du rôle de pRb dans la régulation négative de l'entrée dans le cycle cellulaire (Fig. 1). Contrairement aux attentes, cependant, l'augmentation de l'activité du cycle cellulaire chez les souris Rb null n'entraîne pas une augmentation nette du nombre de cellules. Cela est dû à une augmentation proportionnelle de la mort cellulaire qui élimine spécifiquement les cellules anormalement cyclées. Cette mort cellulaire est souvent dépendante de la fonction de p53, comme le montre l'analyse d'embryons doublement mutants RB/p53.

La fonction de p53 dans la condamnation à mort de cellules en croissance inappropriée a des implications pour le développement du cancer et la chimiothérapie. Les tumeurs murines avec p53 fonctionnel répondent à la chimiothérapie en favorisant leur propre disparition, mais celles dépourvues de p53 ne le font généralement pas (13). Un équilibre entre la prolifération cellulaire et la mort fonctionne probablement pendant le développement pour créer une carte corporelle finement structurée. Cette fonction normale de la voie de la mort cellulaire et le potentiel de trop faire pencher la balance vers la mort dans certaines maladies dégénératives seront de futurs sujets d'investigation passionnants.

De toute évidence, les produits des gènes régulateurs du cycle cellulaire sont des déterminants essentiels de la progression du cancer. Mais précisément, comment les altérations de la séquence des gènes et les composants régulateurs manquants affectent-ils le fonctionnement de la machinerie du cycle cellulaire ? Avoir en main les détails moléculaires des structures des protéines permettrait de répondre à cette question et suggérerait également des stratégies pour le traitement du cancer. Nikola Pavletich a décrit les recherches dans son laboratoire qui ont donné des structures à haute résolution de p53 et des états inactifs et actifs de CDK2. Ces structures ont été déterminées à partir des diagrammes de diffraction des rayons X de protéines cristallisées purifiées.

Bien que p53 puisse jouer de nombreux rôles dans la cellule, sa fonction la mieux caractérisée est celle d'activateur de la transcription. Les résidus de p53 qui sont fréquemment mutés dans les cellules cancéreuses sont essentiels pour la liaison à l'ADN (14). Une structure co-cristalline p53-ADN a révélé que ces résidus fréquemment mutés se replient dans une région de la surface de la protéine (15). Ainsi, les mutations favorisant le cancer qui se produisent tout au long de la séquence primaire de la protéine sont en fait regroupées dans un domaine fonctionnel.

Des études récentes se sont concentrées sur la base structurelle de la régulation des CDK, en utilisant CDK2 comme système modèle (pour un examen des mécanismes de régulation des CDK, voir la référence 2). Dans les cellules de mammifères, CDK2 fonctionne en phase S avec la cycline A comme partenaire (Fig. 1). L'association de la cycline A modifie la structure CDK2 déterminée précédemment (16) en réorientant un acide glutamique catalytiquement critique dans la fente catalytique et en éloignant la boucle régulatrice qui peut bloquer l'accès d'un substrat protéique à l'ATP lié (17). La liaison à la cycline A stimule l'activité de CDK2, mais la phosphorylation de la thréonine-160 est requise pour une activation complète. La structure cristalline de CDK2 phosphorylée par la thréonine complexée avec la cycline A révèle un changement de conformation du site de liaison au substrat ainsi qu'un renforcement de l'interaction CDK2–cycline A (18).

Enfin, un mécanisme d'inactivation du complexe CDK2–cycline A a été examiné : la liaison de l'inhibiteur p27 (19). Les co-cristaux de CDK2-cycline A avec le domaine inhibiteur N-terminal de p27 révèlent que p27 lié bloque physiquement le site actif, s'insérant dans la fente catalytique. En outre, l'association p27 modifie la structure du « toit » du site de liaison à l'ATP et bloque une région d'amarrage du substrat protéique putatif sur la cycline A. Avec ces modifications structurelles à l'esprit, il peut être possible de concevoir de petites molécules qui auront le même effet : blocage de l'activité des CDK, stoppant ainsi le cycle des cellules cancéreuses.


8.3 : Cancer et cycle cellulaire - Biologie

Animations Cancer (Institut médical Howard Hughes)

Extrait des Conférences des Fêtes 2003 — Apprendre des patients : la science de la médecine

Une tumeur cancéreuse se forme dans un lit de cellules saines. L'animation continue en montrant comment la tumeur recrute des vaisseaux sanguins et comment les métastases se produisent.

Gleevec (Institut médical Howard Hughes)

Gleevec est un médicament conçu pour interférer avec la stimulation de la croissance des cellules leucémiques. Cette animation 3D montre comment cela est réalisé.

Cette animation illustre comment les erreurs commises lors de la réplication de l'ADN sont réparées.

p53 (Institut médical Howard Hughes)

Une animation 3D montrant la molécule p53 se lie à l'ADN et initie la transcription de l'ARNm.

Cette animation montre comment des cellules cancéreuses pourraient être détruites à l'aide d'un virus modifié.

VEGF (Institut médical Howard Hughes)

Cette animation montre comment une tumeur en croissance peut recruter des vaisseaux sanguins à proximité afin de s'approvisionner en sang.

Comment le cancer se développe
Tous les cancers commencent par une mutation génétique dans une cellule du corps et progressent lorsque les descendants de la cellule subissent une mutation supplémentaire. Cette caractéristique suit la progression d'une tumeur maligne, commençant par la première mutation dans une cellule et se terminant par des métastases, la colonisation de tumeurs apparentées dans tout le corps. Il se concentre sur le type de cancer le plus courant, un carcinome, qui peut provenir d'un type particulier de tissu présent dans la peau, le sein, la prostate et d'autres organes.

Animation par Rick Groleau et Lexi Krock

Stratégie de vaccination contre le GM-CSF/tumeur

Été 2003 Animations des professeurs de biologie du cancer (HHMI)

Créations flash de l'été 2003 Outreach High School Teacher Participants Storyboards.

Cancer et cycle cellulaire

1-Cancer et poisons chimiques, 2-Cancer et vos antécédents familiaux, 3-Cancer et exposition aux radiations, 4-Cancer et lumière UV.

Le cancer en tant que processus en plusieurs étapes - Simulateur

Le Simulateur de coups vous permet d'observer comment le taux de mutation et le nombre de mutations (coups) nécessaires au développement du cancer affectent l'incidence du cancer dans une population.

Guerrier Cancer

Ce programme d'une heure est divisé en huit chapitres. Le médicament expérimental, Affamer le cancer, L'angiogenèse en action, Prévenir l'angiogenèse, Nouvelle utilisation d'un ancien médicament, Comment le cancer se propage, Trouver de nouveaux inhibiteurs, Essais cliniques

Le cancer capturé en vidéo

Comme indiqué dans le programme NOVA "Cancer Warrior", l'une des découvertes les plus importantes du Dr Judah Folkman dans une carrière riche en découvertes était que les tumeurs cancéreuses semblent déclencher la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, dont les tumeurs ont besoin pour prospérer. Nous présentons ici une série de vues remarquables au microscope de divers stades de la croissance du cancer et de l'angiogenèse, ou de la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins. Tournés lors d'expériences avec des embryons de poulet et des souris de laboratoire, les clips suivent une progression naturelle de la propagation du cancer, depuis les premiers événements jusqu'au moment où une tumeur nécessite une angiogenèse pour continuer à croître. Les images, certaines en couleur et d'autres en noir et blanc, ont été prises par le Dr Ann Chambers et ses collègues de l'Université de Western Ontario à l'aide d'un microscope équipé d'une caméra vidéo. Dans de nombreux clips, vous remarquerez que la mise au point de la caméra change. Le Dr Chambers a écrit les légendes qui accompagnent chaque clip.

Documentaire sur la biologie du cancer

Le documentaire CancerQuest est une vidéo-animation de 11 minutes qui décrit les processus biologiques impliqués dans le cancer.

Série d'animations/vidéos sur la biologie des tumeurs

La série de vidéos CancerQuest comprend des animations décrivant les processus biologiques impliqués dans le cancer. Cette interface adopte une approche sérielle pour décrire de manière adéquate toute la biologie compliquée du cancer. Parcourez chaque sujet sélectionnable sur le côté gauche de l'interface et regardez l'animation/la vidéo associée.


INTRODUCTION

Le composé polyphénolique resvératrol (3,5,4′-trihydroxy-trans-stilbène) est un composé phytochimique naturel et peut être trouvé dans environ 72 espèces végétales, y compris des produits alimentaires comme le raisin, les arachides et diverses herbes (1) . Sa fonction physiologique exacte n'est pas connue, mais il pourrait jouer un rôle dans la protection des plantes contre les infections fongiques et dans la résistance aux maladies. Le vin rouge (1,5 à 3 mg/litre) et le raisin (50 à 100 g/g de peaux de raisin) sont probablement ses principales sources dans l'alimentation occidentale. L'une de ses sources les plus riches est l'herbe Polygone cuspidatum, qui a été utilisé dans la médecine populaire asiatique. Des études antérieures ont démontré ses activités antioxydantes et anti-inflammatoires, sa capacité à induire des enzymes métabolisant les médicaments de phase II et sa capacité à inhiber l'activité et la transcription de la cyclooxygénase. Réf. 1). Il peut aussi avoir in vivo activité dans la modulation des indices d'activité plaquettaire et du métabolisme des lipides, ce qui pourrait expliquer les preuves épidémiologiques que le vin rouge peut réduire la mortalité par maladie coronarienne (pour un examen de ses avantages potentiels dans la maladie cardiaque athéroscléreuse, veuillez vous référer à la réf. 2).

Il a été démontré que le resvératrol a une activité inhibitrice de croissance dans plusieurs lignées cellulaires cancéreuses humaines et dans des modèles animaux de cancérogenèse. Dans les cellules de leucémie promyélocytaire HL60, le traitement au resvératrol a entraîné une inhibition de la croissance, l'induction de l'apoptose, S-G2-phase d'arrêt du cycle cellulaire et différenciation myélomonocytaire (3, 4). Le resvératrol a également présenté une activité antiproliférative dans les lignées cellulaires de carcinome épidermoïde de souris JB6, CaCo-2 colorectal et A431 (5, 6, 7). Ses effets sur les lignées cellulaires du cancer du sein sont plus complexes. Alors que certains chercheurs ont démontré des effets antiprolifératifs dans les lignées cellulaires MCF7, MDA-MB-231, KPL-1, MKL-F et T47D (3, 8, 9), d'autres ont démontré une amélioration de la croissance dans les cellules T47D et MCF7 (10, 11) . Ce dernier effet semble être dû aux effets œstrogéniques potentiels du resvératrol (10, 11, 12) . Le resvératrol a inhibé la formation de tumeurs dans plusieurs modèles animaux de cancérogenèse, y compris le 7,12-diméthylbenz(une)anthracène/12-Ocancers de la peau induits par le tétradécanoylphorbol-13-acétate (1) , cancers du côlon induits par l'azoxyméthane (13) et hépatomes d'ascite de rat Yoshida transplanté (14) . Dans le modèle de cancérogenèse cutanée chez la souris, le resvératrol a inhibé les trois étapes principales de la cancérogenèse, l'initiation, la promotion et la progression (1) . Cependant, les mécanismes précis par lesquels le resvératrol exerce ces effets antitumoraux ne sont pas connus.

Des preuves épidémiologiques et cliniques limitées suggèrent que le resvératrol est bien toléré pendant la consommation humaine et qu'il peut offrir des avantages en ce qui concerne la maladie cardiaque athéroscléreuse. Dans une petite étude portant sur 24 volontaires masculins en bonne santé, les participants à l'essai ont toléré la consommation de boissons enrichies en resvératrol, mais les effets de ce composé sur le métabolisme des lipides et l'activité plaquettaire n'étaient pas impressionnants (15, 16) . Bien que le resvératrol soit disponible dans le commerce sous forme de complément alimentaire, il n'existe aucune étude clinique contrôlée publiée démontrant son efficacité ou son innocuité dans le traitement ou la prévention du cancer ou de la maladie coronarienne.

Dans la présente étude, nous avons utilisé un spectre de six lignées cellulaires cancéreuses humaines pour examiner plus avant la gamme d'activité antitumorale du resvératrol. Pour mieux comprendre son mécanisme d'action, nous avons examiné les effets du resvératrol sur la prolifération cellulaire, la distribution du cycle cellulaire, l'apoptose et sur les niveaux d'expression de plusieurs protéines de contrôle du cycle cellulaire. Nos résultats soutiennent l'utilisation du resvératrol dans les essais cliniques de chimioprévention et de chimiothérapie. De plus, nous avons identifié des biomarqueurs de substitution potentiels, qui peuvent servir de critères d'évaluation cliniques intermédiaires dans ces essais.


AP Biologie

Cette semaine, nous étudierons le cycle cellulaire et la mitose.
Ce cycle est important pour nous pour tant de raisons !

Votre travail cette semaine consiste à examiner ce qui se passe lorsque le cycle cellulaire ne pas procéder comme il est censé le faire. Qu'arrive-t-il à nos cellules et à notre corps en conséquence?

Votre affectation:
1) Faites des recherches sur Internet.
2) Résumer en un paragraphe ce qui se passe lorsque le cycle cellulaire est hors de contrôle.
3) Aussi, donnez-nous quelques exemples/cas spécifiques qui montrent ce que vous nous dites. N'hésitez pas à utiliser des exemples de sites que vous trouvez OU des exemples personnels si quelque chose comme cela s'est produit dans votre famille/vos amis.
4) N'oubliez pas de répondre ou de répondre aux autres. Vous lirez probablement des choses intéressantes !

Ceci est dû vendredi (11/10) à minuit!
Bon blogue !!
Mme B

26 commentaires :

ok évidemment cette condition est un signe très probable que les cellules sont cancéreuses. cependant, il existe des signaux chimiques qui contrôlent toutes les étapes de la réplication cellulaire. donc comme si nous apprenions à contrôler ces signaux, nous pourrions probablement éliminer le cancer en théorie bien sûr

A propos, Mme B, vendredi est le neuvième. Le samedi, c'est le dixième.

Lorsque le cycle cellulaire devient incontrôlable, les cellules peuvent ignorer les inhibiteurs qui provoquent l'arrêt de la cellule ou au moins un ralentissement de sa multiplication, provoquant une division constante de la cellule. Les cellules cancéreuses ne fonctionnent pas normalement, elles ne font que se diviser. Ils peuvent former des tumeurs bénignes qui ne se propagent pas, ou des tumeurs malignes qui se propagent comme la peste. Plusieurs stimuli peuvent causer le cancer : tabagisme, surexposition aux rayons UV, alcoolisme, etc.

Mes deux grands-parents maternels sont morts d'un cancer - ma grand-mère d'un cancer du poumon et mon grand-père d'un cancer du cerveau. Ma grand-mère est décédée non seulement d'un cancer du poumon (sans doute d'avoir fumé pendant une grande partie de sa vie) mais aussi d'un grave cas de pneumonie. Mon grand-père a fini par avoir plus d'une tumeur au cerveau, trop profonde pour être enlevée. J'ai oublié ce qu'ils nous ont montré, je n'ai eu qu'un aperçu, mais j'ai vu quelques taches de blanc dense sur quelque chose comme une radiographie qui était le cancer.

Lorsque le cycle cellulaire commence à mal tourner, des cellules cancéreuses peuvent se former. Une cellule cancéreuse est une cellule dont la croissance est incontrôlable. Contrairement aux cellules normales, les cellules cancéreuses ignorent les signaux d'arrêt de la division, de spécialisation ou de mort et d'excrétion. Ils se développent de manière incontrôlable et sont incapables de reconnaître leurs propres limites naturelles, les cellules cancéreuses peuvent même se propager à des zones du corps auxquelles elles n'appartiennent pas, un processus appelé métastase.

Les cellules cancéreuses peuvent causer divers problèmes corporels, le plus courant étant une tumeur. La tumeur peut être bénigne (ne pas se propager) ou maligne (se propager dans tout le corps. Les cellules cancéreuses peuvent se propager en utilisant les systèmes lymphatique et vasculaire du corps, ce qui permet une épidémie dans n'importe quelle partie de votre corps.

Beaucoup de membres plus âgés de ma famille ont été atteints du cancer avant leur décès. Par exemple, le frère de mon grand-père avait développé un cancer du poumon, et cela, associé à son diabète, a fini par le tuer. Un autre exemple pourrait moi ma mère du côté de la sœur de mon père. Elle a développé une tumeur au cerveau qui, bien qu'assez petite pour être enlevée, n'était qu'une solution temporaire. Environ 2 ans plus tard, le cancer a refait surface dans une autre tumeur qui ne peut pas être enlevée. Ironique que la plus petite unité de vie dans la nature puisse causer certains des plus gros problèmes de santé qui soient ? hein ? Maintenant, je vais continuer et m'arrêter ici. Vous êtes probablement tous prêts à ce que je me taise et que je fasse quelque chose d'utile. et je pense que je le ferai. dès que je trouve quelque chose. :-P

En réponse à Bobby (masterhuskie), les cellules contrôlent déjà le cycle, les cellules cancéreuses ne font que passer ces signes et la cellule est impuissante à s'arrêter une fois qu'elle commence à produire les mauvaises cellules. Théoriquement, si nous trouvons un moyen de fortifier les cellules contre les agents cancérigènes ou de leur permettre de reconnaître la présence d'une cellule anormale, nous pourrons peut-être faire des progrès. Mais soyons réalistes, ces solutions sont dans des décennies. Nous travaillons sur un remède contre le SIDA depuis les années 90, et ce n'est qu'un rétrovirus. Imaginez les problèmes que nous rencontrerons en essayant de lutter contre une maladie génétique.

Lorsque les cellules se divisent de manière incontrôlable, le cancer survient. J'ai appris cela l'année dernière en technologie biomédicale. Le cancer m'intéresse beaucoup, alors j'aimerais vraiment me lancer dans l'oncologie pédiatrique. Le cancer est décrit comme une mutation cellulaire incontrôlée. Les cellules en mutation prennent le relais des cellules saines, et il est généralement trop répandu pour être guéri s'il n'est pas détecté pendant une longue période de temps.

Récemment, en août, j'ai perdu un ami de la famille à cause d'un cancer du col de l'utérus. Sa peur du médecin lui a fait acquérir la maladie, et elle a progressé rapidement en conséquence. Son cancer est entré en rémission, mais est revenu, cette fois dans ses ganglions lymphatiques. Cela s'est avéré fatal.

Les agents cancérigènes, ou cancérigènes, peuvent se présenter sous de nombreuses formes. Le tabac, une trop grande exposition aux rayons UV et la génétique sont des cancérogènes courants. Même les rayons UV artificiels, comme les lits de bronzage, peuvent causer le cancer s'il y a trop d'exposition. Oui, les lits de bronzage peuvent vous tuer.

En réponse à rosenkreuz et au désert, il est très triste que vous ayez tous les deux perdu des membres plus âgés de votre famille à cause du cancer, mais l'ami de la famille que j'ai perdu n'avait malheureusement que 36 ans. Le cancer n'a aucune connaissance de l'âge, de la race ou du sexe, nous devons donc tous prendre des mesures préventives, telles que le port d'un écran solaire pour diminuer les risques.

Si le cycle cellulaire devenait incontrôlable, les cellules se diviseraient constamment, principalement celles qui sont cancéreuses. Ils n'ont pas tendance à se propager dans tout le corps, provoquant la formation de tumeurs. Il n'y a aucun inhibiteur qui leur indique quand s'arrêter parce que les cellules cancéreuses ne fonctionnent pas normalement. Ainsi, le cycle cellulaire ne peut pas se terminer comme il le ferait normalement.

Ma tante avait souffert d'une tumeur au cerveau qui a conduit à sa mort. La quantité anormale de cellules gliales s'est accumulée en elle. De plus, le tabac contribue à cette situation. Il provoque le développement d'un cancer du poumon.

Lorsque le cycle cellulaire devient incontrôlable, la cellule devient cancéreuse. Cela signifie que la cellule se développe et se divise sans tenir compte des signaux d'arrêt et/ou de mort. Parfois, le cancer peut se propager à d'autres tissus, ce qui peut tuer l'organisme qui a la malchance de l'avoir.

Ma grand-mère s'est fait enlever le cancer du visage il y a 4 ans. Cela a laissé une cicatrice sur sa joue et elle doit y retourner de temps en temps pour faire brûler les nouvelles pièces qui remontent à la surface (avec du nitrate d'argent, pas du feu). Le médecin pense que ce sera là pour le reste de sa vie, et probablement ce qui la tuera.

ok donc la réponse évidente à cela est le cancer. Les cellules qui ne répondent à aucune des régulations habituelles sont considérées comme cancéreuses. Ces cellules ont tendance à se multiplier de manière incontrôlable et sont situées dans diverses zones du corps. Ils se présentent sous forme de tumeurs et seront soit malins soit bénins. Cela signifie cancéreux ou non cancéreux.
Dans ma vie, il s'est passé beaucoup de choses à propos du cancer. La plupart des membres de ma famille l'ont vécu un certain temps dans leur vie. c'est des deux côtés. Mon grand-père est décédé peu de temps après une opération pour éradiquer le cancer, mais je suppose que vous pouvez dire à nouveau « éveillé ». Ma grand-mère a un mylome multiple. Mon arrière-grand-père est mort de la même chose et cela a vraiment déchiré notre famille. Il était comme le chef de notre famille. Ma gueule a des tumeurs aux seins et sous les bras. Ma patte-patte avait ce que nous pensions être des tumeurs, mais il s'est avéré que ce n'était que 4 hernies dans son estomac. Mon histoire familiale est essentiellement inondée de cancer, alors j'ai hâte de surmonter cet obstacle. MDR.

lorsque le cycle cellulaire ne se déroule pas comme il est censé le faire, cela nous affecte considérablement. Parfois, vous pouvez avoir un cancer, des bosses ou des tumeurs si le cycle cellulaire est incontrôlable. Les cellules peuvent ignorer les inhibiteurs qui provoquent l'arrêt de la cellule ou au moins un ralentissement de sa multiplication, provoquant une division constante de la cellule. Les cellules cancéreuses ne fonctionnent pas normalement, elles ne font que se diviser

En vieillissant, le cycle cellulaire ralentit. Cela signifie que certaines cellules mourront naturellement, mais qu'elles ne repousseront pas du tout ou qu'elles repousseront très lentement. Cela pourrait signifier que votre peau s'amincit ou que votre colonne vertébrale peut rétrécir.
Ma cousine a eu un cancer de la peau il y a quelques années et elle n'a que 30 ans.
En réponse à Kara et David, je sais ce que vous ressentez, c'est très triste que vous ayez tous les deux perdu des membres plus âgés de votre famille à cause du cancer. Le cancer peut survenir à tout moment inattendu et nous devons tous prendre des mesures pour nous prévenir et nous protéger de ces maladies.

Ensuite, le cycle cellulaire devient incontrôlable, des cellules cancéreuses se forment. Ces cellules ne fonctionnent que pour se diviser en continu et produire plus de cellules. Il y a 6 ou 7 ans, mon grand-père a eu un cancer. Il a survécu, mais il est resté à l'hôpital pendant quelques semaines et a dû subir des examens en continu après sa libération pour s'assurer que le cancer était complètement tué.

OK, donc le cycle cellulaire "hors de contrôle" est un signe de cancer. Lorsque le cancer survient, la « cellule d'origine » cancéreuse se divise et se propage rapidement, ce qui est rare dans les cellules ordinaires. Finalement, une tumeur se forme qui est une compilation des nombreuses copies de la cellule cancéreuse. La cellule cancéreuse se divise mais ne répond pas au système de signalisation normal, donc même si les cellules causent des dommages au corps, elles continuent à se reproduire. De plus, comme les cellules cancéreuses ne collent pas ensemble comme le font les cellules ordinaires, elles deviennent libres et peuvent se déplacer et endommager d'autres parties du corps. Le cancer ne court pas vraiment dans ma famille, c'était plutôt le diabète. Cependant, j'ai perdu une grand-mère paternelle d'un cancer du poumon il y a un peu moins de deux ans.

En réponse à Kara, vous avez parfaitement raison sur la façon dont le cancer peut affecter tout le monde. Je suis allé au collège avec une fille qui a développé un cancer en septième année. Cependant, grâce à la chimiothérapie, elle l'a battu et maintenant elle va bien.

Oh, et avant d'oublier, je suis de tout coeur d'accord avec Kara et Paige au sujet de leurs informations sur la perturbation du cycle cellulaire et les effets du caner.

Voici une autre question que je veux poser pendant que vous discutez de cette question.

Pensez-vous que le cancer a toujours existé et que nous n'en savons tout simplement pas assez pour le diagnostiquer et le traiter. peut-être pourquoi les gens dans l'histoire ancienne sont-ils morts de "vieillesse". ou le cancer devient-il vraiment plus fréquent ??

Qu'est-ce que tu penses. y a-t-il des recherches là-dessus ??

Les cellules croissent à un rythme normal en continu mais meurent en gardant un équilibre. Lorsque les cellules cancéreuses se développent, elles se développent rapidement sans arrêt jusqu'à ce qu'une tumeur se forme. Les cellules cancéreuses se forment lorsque les gènes sont anormaux. Ces gènes ignoreront les signaux qui lui disent d'arrêter de se répliquer et se développeront jusqu'à ce qu'ils tuent la victime. Heureusement, personne que je connais n'est mort d'un cancer.

Lorsque le cycle cellulaire s'épuise, des cancers et des tumeurs peuvent se former.
Si une protéine détecte une mutation dans l'ADN, elle essaiera de la réparer. Si cela ne réussit pas, cela provoquera l'apoptose. Les cellules cancéreuses sont élevées lorsque l'apoptose ne s'initie pas.
Ces cellules cancéreuses se développent de manière incontrôlable. Ils ne répondent pas normalement aux mécanismes de contrôle du corps, par conséquent, ils continuent à se diviser même si le corps leur dit de ne pas le faire. Lorsque ces cellules se divisent à un rythme plus rapide que la normale, des tumeurs sont créées à partir de l'accumulation.

Ma grand-mère est décédée d'un cancer du foie. Je suis heureux d'avoir pu en apprendre davantage sur le cancer et sur ses origines. Cela m'a aidé à mieux gérer la situation. =] C'est inattendu mais je pense qu'il est important que tout le monde en soit informé.

Lorsque le cycle cellulaire devient incontrôlable, les cellules se divisent sans s'arrêter. Cela conduit à la croissance de tumeurs et de cancers. Beaucoup de choses différentes peuvent rendre le cycle cellulaire incontrôlable comme : fumer, boire trop d'alcool, les rayons UV nocifs, etc.

Il y a trois ans, une de mes tantes a reçu un diagnostic de cancer du sein. Les médecins l'avaient trouvé assez rapidement et ont pu l'enlever en chirurgie. Cependant, elle a trouvé une autre bosse environ huit mois plus tard et son cancer était de retour. Au moment où ils l'ont trouvé, il s'était déjà propagé à d'autres parties de son corps (cerveau, poumons, gorge). Elle est décédée trois mois plus tard.

Sa sœur a également eu un cancer du sein, mais les médecins l'ont enlevé et il n'est pas revenu heureusement.

Le cancer existe depuis que les cellules d'ADN mutantes existent.

Les premiers cas de cancer enregistrés remontent à l'Égypte ancienne, il y a plus de 5 000 ans. Bien qu'ils ne savaient pas ce que c'était, les anciens enregistrements de symptômes sont synonymes de ce que nous appelons aujourd'hui les symptômes du cancer. Ils ont également utilisé la cautérisation comme moyen de réduire les symptômes et ils ont montré peu de signes de compréhension des tumeurs bénignes ou malignes.

Il est difficile de dire si le cancer est plus fréquent ou non, car les scientifiques ne connaissent pas CHAQUE cause de cancer. Cela pourrait être tous ces conservateurs étranges et tout ce qu'ils font à notre nourriture de nos jours ou cela pourrait être dans l'eau OU cela pourrait être le résultat du fait que la race humaine fout en l'air l'environnement et que la nature nous revient.

C'est également difficile à dire, car les statistiques montrent que certains cancers, tels que le cancer de la peau, de la prostate et du sein, sont en augmentation tandis que d'autres, comme le cancer du poumon et du côlon, sont en baisse. Ces chiffres changent toutes les quelques années, il est donc difficile de dire si cela devient plus courant ou non.

Lorsque le cycle cellulaire est hors de contrôle, le cancer est généralement le résultat évident. Le cancer est la division rapide des cellules, qui est incapable de s'arrêter. Les signaux stop and go qui contrôlent généralement le cycle cellulaire ne fonctionnent plus correctement et le cancer envahit votre corps.

Bien que je n'aie jamais perdu un membre de ma famille à cause d'un cancer, j'ai lu une fois une série de Lurlene McDaniel intitulée « Too young to die » sur une fille de 13 ans nommée Dawn Rochelle qui a reçu un diagnostic de Lukemia. Tout au long de la série, elle a dû subir de nombreuses opérations et a également rencontré d'autres adolescents avec Lukemia, bien que la plupart d'entre eux n'y soient pas parvenus. Le livre couvrait de nombreux symptômes de Lukemia et était à la fois très instructif et intéressant.

Je suis d'accord avec ce que Kara a dit, le cancer ne se soucie pas de l'âge, de la race ou du sexe et nous devons prendre des mesures de protection dès maintenant.

Un cycle cellulaire normal est un cycle sans mutations, mais les cellules cancéreuses ont des mutations dans les gènes qui contrôlent le cycle cellulaire. Les cellules cancéreuses se développent de manière incontrôlable. La cellule peut devenir cancéreuse à divers stades du cycle cellulaire et commencer comme une tumeur primaire. Une chose que j'ai trouvée intéressante était que les cancers sont des clones, et peu importe le nombre de cellules présentes dans le cancer, elles proviennent toutes d'une seule cellule ancestrale.

Ashley, je ne savais pas que ta grand-mère avait un cancer ! =[ Je n'ai pas de relation directe avec quelqu'un qui a eu un cancer.

lorsque le cycle cellulaire contribue à la croissance ou au remplacement des cellules. Des signaux d'arrêt et de départ sont envoyés aux cellules, ce qui les fait commencer à croître ou à se multiplier. parfois ça devient incontrôlable. Parfois, ces signaux sont envoyés sans but ou ne sont pas envoyés du tout. Cela provoque une division cellulaire incontrôlée.

donc, je me sens très répétitif. mais de toute façon, passe à autre chose.
lorsque le "cycle cellulaire" ne fonctionne pas correctement, les cellules se divisent de manière incontrôlable, aboutissant généralement à des cellules cancéreuses. Les cellules cancéreuses prennent le relais des cellules saines et «s'accrochent» également à tous les organes situés à proximité. Au moment où votre corps réalise que les cellules ne se sont pas divisées correctement, il est trop tard pour que votre corps se batte.
J'ai aussi appris tout ça en bio. med-tech semestre dernier.

Les cancérogènes sont généralement des choses auxquelles nous ne pensons même pas. Par exemple, l'exposition au soleil. Et pour ceux d'entre nous qui brûlent très facilement (toux), c'est pire, car nous avons la peau claire. Si les enfants ont de très gros coups de soleil lorsqu'ils sont enfants, ils sont beaucoup plus susceptibles de développer un cancer de la peau lorsqu'ils sont plus âgés. D'autres agents incluent l'héritage, le tabagisme, l'alcool, etc.

Et dans l'ensemble, "le cancer a-t-il toujours existé ou est-il de plus en plus courant ?" -À mon avis, je pense que cela devient BEAUCOUP plus commun. Je pense qu'il y a longtemps, les gens ne fumaient pas, ne buvaient pas ou ne bronzaient pas autant que notre société. Personnellement, je pense que la plupart des filles n'utilisent pas assez de crème solaire, car tout le monde veut bronzer. =] Comme, il y a longtemps, les femmes se couvraient le corps et portaient de grands chapeaux et portaient des parapluies (qu'est-ce que c'est?) Pour se protéger du soleil. Et maintenant, tout le monde s'en fiche.

donc. surprendre! Danielle est encore en retard sur le blog ! Oui je sais. il est 1h24 du matin, mais au moins je le fais !

donc, tout le monde a volé mon idée ! donc je vais faire un bon travail en paraphrasant ce que tout le monde a dit, puisque nous avons tous la même réponse. =]

lorsque le cycle cellulaire ne fonctionne pas comme prévu, les cellules se divisent psychotiquement. La surproduction/« surdivision » des cellules provoque le cancer.

Je crois vraiment que les cas de cancer sont devenus tellement plus élevés quand on ne regarde que les 50 dernières années. Parce que notre environnement a tellement changé, il y a tellement plus de stimuli pour le cancer qu'il y a des années. les gens sont restés couverts (prévention du cancer de la peau), ne fumaient pas de cigarettes (et quoi d'autre) (prévention du cancer du poumon), etc.

Heureusement pour moi, le cancer n'existe pas dans ma famille.

dans la culture kenyane, ma "grand-mère", qui dans la culture américaine est ma "grande tante", je pense, est décédée d'un cancer alors qu'elle était dans la quarantaine ou au début de la cinquantaine.

une de mes autres "grandes tantes" a été diagnostiquée il y a quelques semaines et est vraiment malade, mais elle suit un traitement maintenant.

ma mère a également eu un cancer du milieu de l'année dernière au début de cette année.

pour autant que je sache, nous n'avons eu que 3 victimes du cancer dans ma famille.

malheureusement, c'est définitivement devenu une chose familière à beaucoup de gens.

c'est censé dire, "une de mes autres 'grandes tantes'".

Cancer. Cela se produit lorsque les cellules se développent et se propagent très rapidement. Les cellules normales du corps se développent et se divisent et savent arrêter de croître. Au fil du temps, ils meurent aussi. Contrairement à ces cellules normales, les cellules cancéreuses continuent de croître et de se diviser de manière incontrôlée et ne meurent pas.

Les cellules cancéreuses se regroupent ou s'agglutinent généralement pour former des tumeurs. Une tumeur en croissance devient une masse de cellules cancéreuses qui peuvent détruire les cellules normales autour de la tumeur et endommager les tissus sains du corps.

Ma grand-mère du côté de ma mère, avait un cancer du sein mais heureusement a été enlevée. Il lui a pris le sein gauche et lui a laissé une énorme cicatrice. Elle consulte souvent le médecin et avec l'aide de mes tantes, elle suit un régime alimentaire extrêmement sain.

En réponse au message de Kara. Il est vrai que le Cancer n'est ni raciste ni sexiste. Il est très important que nous prenions des décisions importantes pour prévenir le cancer. Tabagisme, lits de bronzage, alcool, régime alimentaire poreux et manque d'exercice et certains des principaux facteurs de risque de cancer.


4 réponses 4

Les tumeurs peuvent être bénignes (elles ne vous gênent pas du tout ex : un grain de beauté qui ne change pas) et malignes (appelées aussi cancer).

La différence est basée sur : -

  1. Degré de différenciation - Dans quelle mesure les cellules tumorales ressemblent-elles aux cellules normales
  2. Taux de croissance - En général (sur-généralisé) les tumeurs bénignes se développent lentement tandis que les tumeurs malignes se développent rapidement
  3. Propagation aux tissus voisins - La croissance bénigne ne traverse pas les plans tissulaires tels que définis par les membranes basales/fascias, tandis que les tumeurs malignes envahissent les plans tissulaires
  4. Métastase - Propagation à un endroit éloigné du corps par le sang, les vaisseaux lymphatiques, les voies transcoelomiques (espaces péritonéal, pleural, péricardique) - Ceci est UNIQUEMENT observé dans les tumeurs malignes.

En ce qui concerne spécifiquement le taux de croissance, ces facteurs doivent être pris en compte :

  1. Ce qui est dit ci-dessus en 2 est le cas général :
    • Les tumeurs malignes, ou cancers, se développent rapidement
    • Les tumeurs bénignes se développent lentement Cela étant dit, certaines tumeurs bénignes se développent plus rapidement que les tumeurs malignes. Ex : fibrome - se développe très rapidement sous l'influence des œstrogènes comme pendant la grossesse
  2. Le taux de croissance des cancers malins dépend de leur degré de différenciation (voir le point 1 ci-dessus).
    • Les cancers bien différenciés se développent lentement - Les cancers très similaires aux cellules normales sont considérés comme bien différenciés
    • Les cancers peu différenciés se développent plus rapidement en raison de la "pauvreté" de la différenciation, c'est-à-dire plus le degré de différenciation est mauvais, plus la croissance est rapide. Les cancers totalement indifférenciés (non identifiables comme n'importe quel type de tissu) sont appelés cancers anaplasiques et ceux-ci se développent le plus rapidement
  3. Le taux de croissance des cancers peut varier dans le temps
    • En raison d'une division excessive, la probabilité de mutation est élevée et un sous-clone peut émerger avec un taux de division plus rapide, de sorte qu'un cancer à croissance auparavant lente pourrait soudainement commencer à croître rapidement.
    • En raison du même processus, certains cancers peuvent soudainement diminuer leur taux de croissance et peuvent même finir par disparaître ! (devenir nécrosé et disparaître)

Ceci est tiré du livre de texte de Robbin sur la pathologie, Ed.8, chapitre 6

Edit 1 : Pour connaître les nombres dont vous avez besoin, vous devez connaître le taux d'augmentation du volume (en mesurant la taille à deux moments précis) et le diviser par le volume approximatif d'une cellule. Cela vous donnera le nombre de cellules nouvellement divisées entre les deux points mesurés (croissance dans l'intervalle). Qui peuvent ensuite être convertis en divisions cellulaires par seconde.

Comme indiqué, le taux va varier considérablement, en fonction du type de cancer.

Différents cancers se divisent à des rythmes différents. Une façon de visualiser qualitativement cela est d'observer la perte de cheveux chez les patients qui subissent une chimiothérapie. Généralement, un médicament comme le cisplatine sera administré qui réticulera l'ADN, inhibant la division cellulaire en activant l'apoptose. Les tissus qui sont le plus facilement tués par le cisplatine sont ceux qui se divisent le plus rapidement : intestins, cheveux, globules rouges et blancs, tumeurs.

Malgré la perte de cheveux sur la tête, de nombreux patients ne perdent pas de poils à croissance plus lente sur leurs bras, leurs sourcils, leurs cils, etc. De même, bien que la mort cellulaire dans la muqueuse intestinale puisse être dramatique avec le cisplatine, la peau peut ne pas présenter de lésions car elle est une population de cellules à division plus lente.

Le taux de division cellulaire est en corrélation avec le taux de mort cellulaire lors de la prise du médicament chimiothérapeutique cisplatine.

Vous pouvez faire une étude visuelle approximative des cellules du corps qui se divisent si rapidement qu'elles meurent, et se divisent si lentement qu'elles survivent en grande partie à la chimiothérapie.

Le taux de division cellulaire des cheveux et des autres poils du corps couvre le taux de division cellulaire sur lequel le cisplatine agit efficacement sur les cellules tumorales.

Je pense que vous devriez commencer avec des lignées cellulaires immortalisées et donc des taux de division in vitro dans des conditions parfaites. Ceci est plus facile à mesurer que les taux de division in vivo. Par exemple. HeLa a un temps de division de 23 heures. Les temps de division MDA-MB-231 et A549 sont d'environ 28 heures.

Je suppose donc qu'il y a une barrière physique quelque part autour d'une division par jour environ, et elle ne peut tout simplement pas croître plus rapidement. Bien que les temps de division bactérienne soient beaucoup plus courts (jusqu'à 20 minutes), ils dépendent également de mécanismes spéciaux (voir cette question/réponse) et sont des ordres de grandeur plus petits que les cellules de mammifères, ils ne comptent donc pas comme un contre-argument.

Si vous vérifiez les temps de division des zygotes (10-12h, 14-16h, 22-24h, . ), vous pouvez voir qu'ils dépendent fortement de la taille de la cellule. Après quelques divisions, le zygote a épuisé les réserves nécessaires pour se diviser à des taux plus élevés, donc après cela, il est limité par le

Mêmes données sur 24h ici par des cellules à prolifération rapide.

On peut donc supposer que 1/24h est le taux maximum de division cellulaire par le cancer. Lisons plus sur le cancer in vivo, car il se comporte complètement différemment des lignées cellulaires immortalisées dans les tests in vitro.

À l'origine, on pensait que les tumeurs se développaient parce qu'elles étaient constituées de cellules qui se multipliaient plus rapidement que les cellules des tissus environnants. En fait, le cycle cellulaire moyen de 48 heures pour les cellules tumorales humaines est légèrement plus long que le cycle des cellules non malignes. .

Lorsqu'une cellule normale se divise, elle ne le fait que pour remplacer une cellule qui a été perdue et ainsi une population cellulaire constante est maintenue. Dans les cellules tumorales, le mécanisme de contrôle semble avoir été perdu : à mesure que la cellule se divise, elle augmente le nombre de cellules existantes et augmente la population totale. .

Une mesure du taux de croissance tumorale est le temps nécessaire pour qu'une population donnée de cellules malignes double de taille (temps de doublement). Si le cycle cellulaire dure entre 15 et 120 heures, le temps de doublement peut être compris entre 96 heures et 500 jours, selon le type histologique de la tumeur, son âge et s'il s'agit d'une croissance primaire ou métastatique. Un temps de doublement plus court (moins de 30 jours) peut être observé entre les tératomes, les lymphomes non hodgkiniens et les leucémies aiguës Les tumeurs solides courantes telles que le carcinome épidermoïde des bronches et les adénocarcinomes du sein et de l'intestin ont des temps de doublement supérieurs 70 jours. Chez le patient, la croissance d'un cancer n'est détectable et observable que pendant les 10-14 derniers de ses 35-40 temps de doublement.

Ainsi, selon ce livre, le taux de division des cellules cancéreuses est similaire à celui des cellules saines.

Selon un autre livre, cette déclaration est de Dougherty & Bailey 2001, mais je n'ai pas pu trouver l'article scientifique. :S

Les cellules tumorales semblent avoir perdu les mécanismes de contrôle qui empêchent les cellules de croître jusqu'à ce qu'un remplacement soit nécessaire. On pense que les cellules tumorales humaines ont un temps de cycle moyen de 48 heures. Ce n'est pas plus rapide que le cycle de la plupart des cellules normales. La raison pour laquelle les tumeurs deviennent plus grosses est que leur division cellulaire crée des cellules supplémentaires plutôt que des remplacements (Dougherty & Bailey 2001).


Voir la vidéo: Lapsi soittaa 112 (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Arif

    Absolument d'accord avec vous. It seems like a good idea to me. Je suis d'accord avec toi.

  2. Parle

    Ce n'est pas logique

  3. Paton

    Merci pour un tel message, cela vous évite de vous curer le nez et de gratter vos œufs. Et penser et développer.

  4. Beornham

    À mon avis, cela a déjà été discuté.

  5. Martino

    Et tu comprends ?

  6. Efrem

    Qu'est-ce qui s'avère?

  7. Brale

    Un point intéressant

  8. Fortune

    À mon avis, vous avez tort. Je suis sûr. Discutons de cela. Envoyez-moi un courriel à PM, nous parlerons.

  9. Cenewig

    Délicieux



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