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À quelle vitesse la mort frappe-t-elle une cellule?

Représentation artistique du processus de destruction cellulaire.
Représentation artistique du processus de destruction cellulaire Photo: iStock

Des scientifiques américains ont réussi à mesurer la vitesse à laquelle se produit une forme de suicide cellulaire appelée apoptose. Cette percée pourrait éventuellement permettre d'éviter cette mort programmée dans le cas de maladies comme l'alzheimer ou de la favoriser dans le cas de cancers.

Un texte d'Alain Labelle

Les signaux déclenchant l’apoptose se déplacent à travers une cellule à l’image d’une onde.

Les biologistes Xianrui Cheng et James Ferrell, de l'École de médecine de l’Université Stanford, ont établi que la mort se propageait à travers une cellule à un rythme de 30 micromètres par minute.

Cela signifie, par exemple, qu'une cellule nerveuse qui atteint une taille de 100 micromètres peut mettre jusqu'à 3 minutes et 20 secondes pour mourir.

Le chercheur Xianrui Cheng montre à son collègue James Ferrell une lame contenant un ovule de grenouille.Le chercheur Xianrui Cheng montre à son collègue James Ferrell une lame contenant un ovule de grenouille. Photo : Université Stanford/Paul Sakuma

Le saviez-vous?

  • L'apoptose – ou mort cellulaire programmée – est un processus biologique nécessaire pour débarrasser le corps des cellules inutiles ou nuisibles, comme celles qui sont infectées par des virus. Elle aide également à façonner les organes et autres caractéristiques d'un fœtus en développement.
  • Il y a une deuxième façon dont les cellules peuvent mourir, appelée nécrose, qui est un processus différent qui se produit comme une réponse non planifiée à un événement stressant.

Apoptose déboussolée

Le processus d'apoptose ne fonctionne pas toujours correctement et les conséquences sont nombreuses.

« Parfois, nos cellules meurent lorsque nous ne voulons pas qu'elles disparaissent, par exemple dans les maladies neurodégénératives. Et parfois, elles ne meurent pas quand nous le voulons vraiment, comme dans le cas du cancer », explique le Dr James Ferrell.

Si nous voulons intervenir, nous devons comprendre comment l'apoptose est régulée.

Le Dr James Ferrell

L’apoptose sous la loupe

dopage russieDes éprouvettes en laboratoire Photo : Radio-Canada

Pour établir comment le processus se met en branle, l’équipe de recherche a eu recours à l'une des plus grandes cellules présentes dans la nature : l'ovule de grenouille Xenopus laevis.

Les chercheurs ont rempli des éprouvettes de liquide provenant d'ovules et ont déclenché l'apoptose, qu'ils ont observée en marquant les protéines impliquées avec de la lumière fluorescente. Ainsi, si l’équipe voyait de la lumière fluorescente, cela signifiait que le processus était enclenché.

Les chercheurs ont ainsi constaté que la lumière fluorescente traversait les éprouvettes à une vitesse constante. Si l'apoptose s'était poursuivie par simple diffusion, le processus aurait ralenti vers la fin.

Or, ce n'est pas le cas. Ils ont ainsi conclu que le processus observé doit être basé sur des ondes de déclenchement.

Un vieux débat résolu

Ces résultats tendent à résoudre un vieux débat, dont la question était de savoir si ces signaux programmés de destruction se répandaient par diffusion [des molécules de signalisation traversant une cellule] ou comme des ondes autogénérées, à l’image d'une cascade de dominos.

L'apoptose serait donc déclenchée lorsque des dommages aux cellules provoquent la libération de signaux chimiques, qui finissent par provoquer le processus.

Ainsi, un peu comme les feux de forêt, les ondes de déclenchement se transmettent tant qu'il y a du carburant pour les alimenter. Dans le cas des cellules, il s’agit des produits chimiques et des protéines du signal de destruction.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Science (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Biologie

Science