Mort cellulaire: notre santé est-elle en danger?

La vie et la mort des cellules dans notre corps sont étroitement régulées. Ceci est essentiel pour le fonctionnement normal et limiter les dommages. Mais la mort cellulaire peut avoir des effets secondaires et, en cas de dysfonctionnement, notre santé est en jeu.
Lorsque les cellules éclatent et meurent, leur contenu est libéré, provoquant une inflammation.

Chaque jour, plus de 50 milliards de cellules meurent dans notre corps. Ce ne sont pas des événements aléatoires, mais une partie d'un mécanisme biologique finement réglé appelé la mort cellulaire programmée.

Les organismes multicellulaires, y compris les humains, ont besoin de garder un couvercle étanche sur le nombre de cellules dans leur corps. Ce serait facile si les cellules ne se divisaient jamais, mais certaines zones - telles que le sang, la peau et la muqueuse de l'intestin - produisent constamment de nouvelles cellules.

La mort cellulaire empêche les cellules excessives et endommagées de s'accumuler. Cet équilibre, ou homéostasie, est essentiel pour maintenir un organisme sain et prévenir les maladies. C'est également un mécanisme crucial de défense contre les agents pathogènes, car les cellules infectées par des bactéries ou des virus sont ainsi éliminées.

Dans des circonstances normales, les cellules mourantes sont recyclées par le système immunitaire. Mais malheureusement, la mort cellulaire programmée n'est pas un mécanisme infaillible.

Lorsque les choses tournent mal, cela peut avoir des conséquences désastreuses. Le cancer, les maladies auto-immunes et la neurodégénérescence sont tous liés aux défaillances de la mort cellulaire normale et à la clairance cellulaire.

Beaucoup de chemins, un résultat

Une cellule peut mourir de différentes manières. Quelle que soit la racine de la mort cellulaire, le corps logé dans le tissu ne peut pas rester à jamais. Ici, nous entrons dans le domaine des phagocytes, qui sont des cellules épithéliales spécialisées dans le sang blanc, capables d'avaler ou d'engloutir des cellules mourantes.

Les phagocytes patrouillent nos tissus à l'affût des signaux "find-me" émis par les cellules mourantes, puis les engloutissent lorsqu'ils rencontrent des signaux "mange-moi". Ils sont également les gardiens de l’inflammation et la mort cellulaire peut être soit pro ou anti-inflammatoire, conduisant à des résultats différents.

Apoptose

L'apoptose est la forme la plus courante de mort cellulaire et est appelée suicide cellulaire programmé.

Au cours de l'apoptose, une cellule est fragmentée et emballée en petites pièces autonomes, facilement recyclables par les phagocytes.

L'apoptose est souvent déclenchée par une accumulation de signaux de stress, tels qu'un ADN endommagé ou un faible taux d'oxygène. Cela provoque des fuites dans les membranes des mitochondries, qui sont les centrales qui convertissent l'oxygène en énergie dans la cellule. Une fois les mitochondries endommagées, une cellule est en train de devenir un cadavre.

L'apoptose peut également être déclenchée par des déclencheurs extérieurs. Ceux-ci activent les récepteurs de mort sur la cellule.

Pour faciliter le passage des phagocytes dans les cellules apoptotiques, ils libèrent de puissants signaux "trouver-moi" et "mange-moi".

Nécrose

La principale caractéristique de la mort cellulaire nécrotique est un gonflement menant à la rupture de la membrane cellulaire. Cela conduit à des fuites de composants de l'intérieur de la cellule, de la même manière que les fuites d'air d'un pneu avec une crevaison.

La nécrose se produit en réponse à une température élevée ou à une pression élevée. Les scientifiques appellent cela la forme passive de la nécrose, car elle n'exige aucune activité spécifique de la part de la cellule.

Cependant, il existe deux formes de nécrose - la nécroptose et la pyroptose - qui sont activement régulées par la cellule et sont maintenant reconnues comme des formes spécialisées de mort cellulaire programmée.

Comme pour la nécrose passive, le gonflement provoque la rupture de la cellule. Mais à l'intérieur, des séquences d'événements étroitement orchestrées ont lieu.

Il existe des preuves que la nécroptose peut être un système de secours qui intervient lorsque certains agents pathogènes, qui peuvent inhiber l'apoptose, infectent une cellule.

On pense que la nécroptose et la pyroptose déclenchent activement l'inflammation pour alerter le système immunitaire d'une infection par un agent pathogène. Parce que ces processus provoquent l'explosion de la cellule, des composants de l'intérieur de la cellule se déversent dans l'espace environnant. Celles-ci agissent comme des signaux de danger ou des motifs moléculaires associés aux dommages (DAMP).

Les phagocytes et les autres cellules immunitaires réagissent fortement aux DAMP en agissant et en provoquant une inflammation.

"Cette technique est une contribution inestimable à l'évolution de l'immunité innée, combinant la destruction des cellules infectées par des agents pathogènes et l'alerte du système immunitaire par la libération de DAMP", ont noté les auteurs d'une étude récente sur la mort cellulaire programmée.

Ceci est spécifique à la nécroptose et à la pyroptose et ne se produit généralement pas pendant l'apoptose, dans laquelle les composants cellulaires sont soigneusement emballés. Cependant, si les phagocytes ne parviennent pas à éliminer rapidement les cellules apoptotiques, ces cellules peuvent devenir nécrotiques, entraînant une inflammation.

Autophagie

Dans des circonstances normales, l'autophagie est un mécanisme de survie. En réponse à la famine des nutriments, une cellule peut se nourrir en digérant une partie de son intérieur.

Mais il sert également à contrer le stress cellulaire, qui peut se produire lorsque des agrégats de protéines ou des dommages à la machinerie cellulaire se produisent.

L'autophagie permet à une cellule d'éliminer le danger en digérant les coupables. Les scientifiques croient maintenant que l'autophagie elle-même peut déclencher la mort cellulaire, même si cela peut être un événement rare et hautement spécialisé.

L'autophagie est certainement connue pour jouer un rôle lors de la formation des tissus au cours du développement, et l'on pense également qu'elle contribue à l'apoptose et à la nécroptose.

La régulation stricte de la mort cellulaire est nécessaire pour maintenir l'équilibre des cellules fonctionnelles dans nos tissus et prévenir l'infection.

Si cela est altéré, cela peut avoir des conséquences graves, comme le souligne un article récent sur la signalisation de la mort cellulaire.

"La dérégulation des voies de signalisation qui déclenchent la mort cellulaire peut conduire au développement de maladies catastrophiques telles que le cancer et l'auto-immunité (mort cellulaire insuffisante) ainsi que de maladies dégénératives (mort cellulaire excessive)".

Douglas R. Green, Ph.D., Hôpital de recherche pour enfants St. Jude, Memphis, TN

Quand la mort cellulaire programmée tourne mal

Les cellules cancéreuses maîtrisent le système immunitaire et évitent la mort. Lorsqu'un cancer se propage à des sites distants ou métastase, les cellules responsables doivent surmonter les voies de mort cellulaire pour éviter de faire face à leur disparition.

De nombreux cancers ont développé des mécanismes sophistiqués pour le faire en détournant des composants des voies de signalisation de l'apoptose, de la nécrose et de l'autophagie. En les désactivant, les cancers peuvent éviter la mort cellulaire lorsqu'ils se propagent dans l'organisme.

Les cellules cancéreuses «Shapeshifting» favorisent la métastaseLes scientifiques ont découvert pourquoi les cellules cancéreuses de la prostate sont particulièrement aptes à se propager.Lisez maintenant

Anoikis est une forme spécialisée de l'apoptose, qui se produit dans les cellules qui se sont détachées de leur environnement normal et se trouvent dans une nouvelle maison dans le corps. Ceci est crucial dans la prévention de la propagation des cellules cancéreuses.

Mais les cancers ont mis au point des moyens astucieux d’empêcher les anoikis de mettre fin à leurs excursions meurtrières pour trouver de nouveaux foyers dans notre corps.

Certains médicaments contre le cancer ciblent la mort cellulaire programmée afin de réactiver ces processus et de tuer les cellules cancéreuses. Mais les voies de mort cellulaire ne se produisent pas isolément et l'activation d'un type de mort cellulaire ne garantit pas qu'une cellule ne passe pas à une voie différente, évitant ainsi l'effet thérapeutique.

Au-delà du cancer

La réponse inflammatoire à la libération de DAMPs qui suit la nécroptose et la pyroptose, et dans une certaine mesure l'apoptose, peut avoir des conséquences à la fois immédiates et à long terme.

L'inflammation induite par les DAMP peut dépasser les phagocytes et entraîner une inflammation générale ou systémique. Cela, à son tour, peut conduire à une septicémie très grave.

Les scientifiques ont également commencé à comprendre le lien entre la nécroptose et plusieurs maladies inflammatoires telles que la MPOC et l’athérosclérose. La pyroptose a également été récemment impliquée dans le développement du lupus systémique.

On pense que la mort cellulaire dans les maladies neurodégénératives - y compris la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington - se produit par apoptose des cellules endommagées.

La nécroptose a également été associée à la maladie de Huntington, ainsi qu'à la sclérose latérale amyotrophique, et les scientifiques étudient de plus en plus le lien entre l'inflammation et la neurodégénérescence.

Pour s'attaquer à cette interaction complexe entre la maladie et la mort cellulaire programmée, une vision holistique de la multitude de voies de signalisation et de processus impliqués sera nécessaire.

"La diaphonie entre ces voies fournit potentiellement de nombreux mécanismes de sauvegarde pour les programmes de mort cellulaire et pourrait expliquer pourquoi l'inhibition d'un seul programme a souvent des conséquences mineures pour l'organisme."

Douglas R. Green, Ph.D.

Une fois qu'une image plus complète apparaît, il peut être possible de lutter contre la mort cellulaire grâce à des interventions thérapeutiques visant à prévenir les métastases du cancer, une inflammation excessive et la neurodégénérescence. Par conséquent, la mort cellulaire programmée est normale et vitale, mais elle peut parfois aller mal, entraînant des problèmes de santé potentiellement graves.