Comprendre la cellule cancéreuse pour mieux la combattre

Jean-Yves Pattier

Description

L’originalité de l’ouvrage réside dans « L’approche généraliste » qui, sans entrer de manière détaillée sur tel ou tel aspect du sujet, tente de globaliser les connaissances en plaçant la cellule cancéreuse sous le projecteur des diverses disciplines biologiques. Après un rappel des dérèglements génétiques fondamentaux, accompagnant la cancérisation, les rapports entre la cellule maligne et l’organisme sont considérés. L’auteur compare le comportement de la cellule cancéreuse avec celui des cellules saines sollicitées dans l’embryogenèse, la cicatrisation, la régénération, le développement du système immunitaire… Il étudie ensuite le métabolisme altéré des cellules cancéreuses. Enfin, les liens entre inflammation, immunité et cancer sont discutés. Les méthodes préventives et curatives sont ensuite présentées et le problème de la signification biologique du cancer est posé.
L’ouvrage présente des qualités novatrices sur le plan des concepts ou des idées. L’approche originale du sujet conduit à envisager des prolongements en biologie fondamentale et en biologie appliquée. Cet ouvrage fait la synthèse des approches médicales et biologiques du sujet.

Public intéressé : Étudiants en Biologie, Médecine et Pharmacie, mais aussi tout public averti désirant trouver, de manière abordable, une synthèse des connaissances actuelles sur la cellule cancéreuse (médecins généralistes, pharmaciens, professeurs…). Il intéressera tout particulièrement les personnes concernées par la « médecine translationnelle » et les chercheurs en Biologie dans le domaine de la cancérologie.

Sujets

• Médecine
• Spécialités médicales
• Médecine de laboratoire
• Médecine Générale
• Sciences de la nature
• Biologie
• Medical
• Biologie médicale
• Cancérologie

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 22 septembre 2016
• Nombre de lectures: 2
• EAN13: 9782759820887
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

Jean-Yves PATTIER

COMPRENDRE LA CELLULE CANCÉREUSE POUR MIEUX LA COMBATTRE

UN DÉFI LANCÉ À LA RECHERCHE FONDAMENTALE

DE MÉDECIN À MÉDECIN

Comprendre la cellule cancéreuse pour mieux la combattre

Jean-Yves PATTIER

La collectionDe Médecin à Médecins'adresse à tous les acteurs du domaine médical. Écrits par des spécialistes, les ouraes relètent les approches multidisciplinaires des patholoies abordées et peuent aussi présenter des sujets ayant un intérêt pour l’ensemble des spécialités médicales. Chaue sujet est traité de açon pratiue, permettant au non spécialiste de suire pas à pas les déeloppements de l’auteur.

Dans la même collection : Doctor’s blues ou le burnout des médecins, Dr Martine DONNET, 978-2-7598-1687-3, 2016.

Imprimé en France

ISBN : 978-2-7598-1758-0

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réserés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, au termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, ue les « copies ou reproductions strictement réserées à l’usae prié du copiste et non destinées à une utilisation collectie », et d’autre part, ue les analyses et les courtes citations dans un but d’eemple et d’illustration, « toute représentation intérale, ou partielle, aite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par uelue procédé ue ce soit, constituerait donc une contreaçon sanctionnée par les articles 425 et suiants du code pénal.

© EDP Sciences 2016

INTRODUCTION

e La seconde moitié du XX            prorès dans le domaine des sciences bioloiues. La bioloie moléculaire et la énétiue se sont imposées comme des disciplines majeures. L’imae du bioloiste a chané. Perçu autreois comme un naturaliste collectionneur, simple obserateur de la biodiersité, il est deenu un scientiiue à part entière dans l’opinion publiue. Les pri Nobel de médecine ont alors couronné des chercheurs ui n’étaient pas des médecins, parois même pas des bioloistes au sens strict, mais des physiciens et des chimistes.

Les découertes essentielles se réalisent désormais au nieau moléculaire. Les acides nucléiues et les protéines sont deenus les cibles priiléiées de la recherche            ue le iant est un lieu de dialoue, d’échanes et de transmissions d’inormations intérées dans la éométrie tridimensionnelle spéciiue de ses macromolécules.

En dépit des énormes acuis dus à l’utilisation des outils physiues et inormatiues modernes, il n’en reste pas moins ue de nombreu aspects du iant restent incom- pris. Pour le rand public, l’échec le plus larant de la médecine et de la bioloie contemporaines est sans doute leur incapacité à comprendre et à uérir le cancer.

e En ce début du XXI           ondamentale très réductionniste et l’approche médicale orcément plus lobale de la maladie. Les solutions apparaîtront peut-être en comblant ce hiatus. L’important n’est peut-être pas tant de comprendre la cellule cancéreuse en tant u’unité isolée, mais plutôt de l’étudier dans son dialoue aec le reste de l’oranisme. Les réactions des cellules aoisinant la tumeur, celles de l’oranisme tout entier, par son système immunitaire, doient être mieu analysées. La cellule cancéreuse présente certes des anomalies énétiues, mais cela n’epliue pas entièrement la manière dont elle interère aec le reste de l’oranisme.

De plus en plus, il apparaît ue les stratéies mises en jeu au cours du déeloppement du cancer s’apparentent à des mécanismes ondamentau au serice de l’oranisation et du maintien de l’homéostasie tissulaire che le métaoaire. Au cours des processus d’inlammation, de cicatrisation et de déeloppement embryonnaire, on obsere la mise en œure d’acteurs moléculaires et de structures cellulaires éalement patentes

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Comprendre la cellule cancéreuse pour mieux la combattre

au cours de la cancérisation. Le cancer ne serait alors peut-être u’un dérèlement des processus morphoénétiues normau, une reprise anachroniue de prorammes ayant contrôlé le déeloppement embryonnaire, ou une tentatie ratée d’adaptation à des conditions particulières traumatisantes.

   !    "   #    comportement éoïste la conduira à sa perte par la destruction de l’oranisme dont sa ie dépend. Pourtant, on ne peut s’empêcher de penser u’il y a dans le processus de cancérisation une mise en scène de mécanismes adaptatis, peut-être hérités d’un état antérieur à celui de métaoaire et ui, dans le contete présent, s’aèrent inopportuns ou eaérés, comme le sont les déenses dans le choc anaphylactiue.

Après une étude de la cellule cancéreuse et de ses dérèlements énétiues, il coniendra donc de la considérer dans un cadre de ie ui est celui d’un oranisme déeloppé, au sein duuel, jusu’alors, rénait une homéostasie histoloiue.

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SOMMAIRE

Introduction..................................................................................................

III

1. Une cellule au potentiel multiplicateur illimité ............................. 1 1.Le cycle cellulaire mitotiue ................................................................. 2 2.Le contrôle endoène du cycle cellulaire mitotiue .............................. 4 3.7Le contrôle eoène des mitoses.............................................................. 4.11Multiplication anarchiue et échec de la diérenciation cellulaire........ $% &  *      ............. 11 4.2. L’implication des ènes et du cytosuelette dans la transition  cellules proénitrices – cellules diérenciées ................................ 12

2. Les relations intercellulaires de bon voisinage perturbées......... 1.Les liens entre les cellules au sein des tissus épithéliau ..................... 1.1. Les jonctions cellulaires ................................................................ 1.2. L’adhérence non jonctionnelle....................................................... 2.La cellule et ses liens aec la matrice intercellulaire ............................ 2.1. Les amarres cellulaires.................................................................. 2.2. Le comportement métastatiue des cellules cancéreuses .............

15 15 15 18 23 23 25

3. Tumorigenèse et cancérisation ..................................................... 29 1.Éolution histoloiue d’un cancer....................................................... 29 2.30Historiue de l’éolution moléculaire ................................................... 3.Historiue de l’éolution cellulaire ....................................................... 34

4. Les mécanismes morphogénétiques et la genèse des  métastases : une réactivation de protocoles embryonnaires ?... 1.La traersée des lames basales et la diestion des tissus enironnants 2.L’importance de la pression dans l’embryoenèse et la cancérisation.. 3.    *   ........................ 4.Dispersions et réimplantations contrôlées et anarchiues .................... 4.1. Embryoenèse et déplacements cellulaires contrôlés.................... 4.2. Mirations cellulaires anarchiues ................................................

39 39 39 41 43 43 44

5. Le cancer face aux défenses immunitaires.................................... 49 1.    <   *  = 49et destruction précoce des enahisseurs...............................................

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Comprendre la cellule cancéreuse pour mieux la combattre

1.1. La réaction inlammatoire.............................................................. 1.2. Phaocytose et cytotoicité dans le cadre de la réponse  immunitaire innée ......................................................................... 1.3. Les déenses immunitaires innées ace au cancer ......................... 2.Le système immunitaire adaptati accompane et relaie le système  immunitaire inné ................................................................................. 2.1. Les cellules de l’immunité adaptatie............................................ 2.2. La mise en action du système immunitaire adaptati en réponse  au pathoènes ............................................................................. 2.3. Les actions des lymphocytes ......................................................... 2.4. Cancer et système immunitaire adaptati ......................................

6. Les originalités métaboliques de la cellule cancéreuse .............. 1................................Catabolisme anaérobie et multiplication cellulaire 2.Anaérobiose et déenses immunitaires ................................................. 3. *    ................................................. 3.1. Autophaie et apoptose................................................................. 3.2. Une remise en uestion des théories classiues............................ 3.3. Éuilibre redo apoptose et métastasie ......................................... 4...................Oriinalités onctionnelles des ARN des cellules tumorales 4.1. L’importance des petits ARN ......................................................... 4.2. Les petits ARN dans la cellule cancéreuse.....................................

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55 60

62 62

62 64 68

77 77 79 79 79 80 81 84 84 85

7. Stratégies préventives et curatives .................................................. 87 1.Les causes supposées du cancer et la préention................................. 87 2.88Aents carcinoènes et cancéroenèse au nieau cellulaire................. 3......................................................................... 98Les stratéies curaties 3.1. À la rontière du préenti et du curati........................................... 98 3.2. La tendance à la diersiication des stratéies curaties................ 98 3.3. Les méthodes thérapeutiues classiues....................................... 98 3.4. Les thérapies ciblées ..................................................................... 102 3.5. Les thérapies par modiications métaboliues............................... 107 3.6. L’immunothérapie ......................................................................... 108

Conclusion ............................................................................................. 117

Glossaire................................................................................................. 123

Bibliographie.......................................................................................... 127

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UNE CELLULE AU POTENTIEL MULTIPLICATEUR ILLIMITÉ

!Le rêve de toute cellule est d’en devenir deux." >   ?@ f illustre bien ce ui ait sur cette planète l’oriinalité du iant. La reproduction g  ==     =  J  k  les plus simples, unicellulaires, celle-ci se limite souent à une diision en deu de la cellule. Les deu cellules illes héritent chacune de la même copie énétiue, préalablement dupliuée.

Che les êtres unicellulaires, u’ils soientprocaryotesoueûcaryotes, la succession des diisions est essentiellement conditionnée par l’enironnement. Plus le milieu est aorable et plus la réuence des diisions est éleée. Che les protooaires, par eemple, à partir d’un indiidu souche, se déeloppe un clone à croissance epo-  k #                !  = "    dans des conditions aorables à leur déeloppement. Pourtant, au bout d’un certain   <           k  ne peut plus eploiter correctement le milieu de ie, le rythme des mitoses diminue et les indiidus meurent. Che laParamécie, par eemple, on a montré ue seule la    ! q "   #      aant un ieillissement trop important du clone, au cours de sa phase de maturité, aant celle de la sénilité. L’épuisement des potentialités de multiplication cellulaire se troue conirmé aussi pour les cellules de métaoaires cultiéesin vitrosur des   > !  "  !  "      raccourcissement proressi des etrémités chromosomiues, nomméestélomères. v     x       Après un nombre donné de diisions, les télomères réduits ne permettent plus à la      =  k      #  >    * !sénescence cellûlaire réplicative" Se dédoubler ou mourir, tel est, semble-t-il, un des principes cellulaires. La perte du pouoir reproducteur s’accompane de l’incapacité à eploiter conenablement le milieu et donc à se maintenir en ie, sau pour les cellules spécialisées ui bénéicient d’une sorte de sursis.

On peut dire ue, pour les paramécies, le salut se troue dans la reproduction seuée        ! q "   onctionnels, capables d’assurer la réplication de l’ADN.

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Comprendre la cellule cancéreuse pour mieux la combattre

Che les métaoaires, au cours du déeloppement, après une phase de croissance eponentielle du nombre de cellules, le rythme des diisions a rapidement être modulé en onction de la localisation territoriale de la cellule. Une ois réalisé, l’oranisme métaoaire sera constitué d’une mosaïue de tissus, au sein desuels le rythme des diisions sera contrôlé de manière à conserer une oranisation morphoénétiue compatible aec la ie (homéostasie cellulaire et histoloiue). Certaines cellules entretenant les tissus, à ort tau de renouellement (épiderme, san…), auront un <    k    Y z   auront presue toutes cessé de se diiser. Ainsi, le ieillissement clonal obseré, che les unicellulaires, ne concernera ue les tissus à renouellement rapide. Ces derniers sont des lieu priiléiés de cancérisation par déréulation du rythme de leurs mitoses. Au cancers issus des épithéliums, on donne le nom decarcinomesk ils représentent la majorité des cancers humains.

Les cellules épithéliales énétiuement altérées, ui enendrent des cancers, peuent     =    \        soûche HeLa, proenant d’un cancer du col utérin d’une patiente (Henrietta Lacs),   >    !  "   râce à la poursuite de l’actiité de l’enyme ditetélomérase, conserent la lonueur de leurs télomères. La multiplication rapide des cellules cancéreuses ne les conduit      <  #    k   de diision est deenu inini. La seule limite du clone cellulaire cancéreu se troue dans l’entretien de son métabolisme par le milieu de ie. Pour comprendre ce ui est altéré dans cette cellule, il importe d’abord de rappeler les randes phases du cycle cellulaire mitotiue et de son contrôle.

 LE CYCLE CELLULAIRE MITOTIQUE 1 Au cours de ce processus, une cellule mère enendre deu cellules illes ui éoluent à leur tour en cellules mères. Ce cycle comprend deu périodes enchaînées et com-  * interphaseet la mitose. La mitose sépare, dans les deu cellules illes, les deu copies de l’inormation énétiue identiues obtenues pendant l’interphase pardûplication semi-conservativede l’ADN (à chaue réplication, les deu brins de la molécule mère sont séparés dans les molécules illes et asso- ciés au brins néosynthétisés).  Figure 1 :Les chromosomes dans le cycle mitotique. Lacomplémentarité des bases

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Une cellule au potentiel multiplicateur illimité

aotées  =   x  >^  < l’inormation énétiue se répartit en raments séparés nommés chromosomes. Che _ $\        ` = d’interphase, chaue chromosome est double (à deu chromatides) et contient donc      =  k     #  cellule ille. Pendant l’interphase, les chromosomesmonochromatidienssont dupliués, ce ui les prépare à une nouelle diision cellulaire ( ). Les cellules illes orment un clone, car elles héritent strictement dela même information génétiûe( ) répartie de açon identiue dans les chromosomes. Le cycle mitotiue est donc conserati. Le rêe de la cellule est bien réalisé, elle est deenue deu cellules. Le clone a croître de manière eponentielle et, si aucun aatar ne ient perturber les mécanismes mitotiues, la masse cellulaire ui double son nombre à n chaue énération sera constituée de 2 Y    <   énétiuement identiues.

 Figure 2 :Préparation à la séparation des chromatides.

Deant une telle capacité enahissante, on conçoit ue les mécanismes éolutis aient enendré, au sein des êtres pluricellulaires, des systèmes de contrôle.

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