E11 Cycle cellulaire et contrôle de la prolifération

Topique

Une cellule individuelle, ou une population de cellules partageant le même matériel génétique, progresse à travers le cycle de division cellulaire selon des mécanismes de contrôle qui, dans un tissu normal, maintiennent l'équilibre entre la prolifération et la mort cellulaire.

Cet équilibre est rompu lorsque la cellule perd successivement un ou plusieurs de ces mécanismes de contrôle : cette perte peut être due à l'activation de gènes qui favorisent anormalement la prolifération (oncogènes activés), à l'inactivation de gènes qui inhibent normalement la prolifération (suppresseurs de tumeurs inactivés), ou à des anomalies dans la réparation du matériel génétique. Lorsque cette perte de mécanismes de contrôle s'accumule, la cellule finit par proliférer de manière autonome, ne répondant plus aux signaux qui régulaient auparavant sa division. Cette prolifération autonome est la caractéristique du cancer.

La question physique centrale sous-jacente à cette prolifération autonome est de savoir dans quelles conditions le nombre de cellules commence à augmenter de façon constante et irréversible, au lieu de rester à l'équilibre comme dans un tissu normal.

La réponse à cette question fait intervenir trois systèmes interconnectés au sein de la cellule : la machinerie du cycle cellulaire, un ensemble de protéines qui propulsent la cellule d’une phase à l’autre du cycle de division, ainsi que leurs propres inhibiteurs, qui interrompent cette progression si nécessaire ; les points de contrôle qui surveillent l’intégrité du matériel génétique, un ensemble de gènes et de protéines qui détectent les dommages causés au matériel génétique et bloquent le cycle de division jusqu’à ce que ces dommages soient réparés ; et le système de réparation du matériel génétique, qui comprend différents mécanismes : l’un qui joint directement les extrémités d’une coupure, rapidement mais avec moins de précision ; un autre qui répare ce même type de coupure avec beaucoup plus de précision, en utilisant une copie intacte du matériel génétique comme matrice ; et un troisième qui corrige les erreurs ponctuelles qui persistent après la réplication du matériel génétique par la cellule.

L'oncogenèse, c'est-à-dire l'origine du cancer au sein de cette cellule, n'est pas la défaillance d'un seul de ces trois systèmes couplés, mais la défaillance coordonnée des trois en même temps : ce n'est que lorsque la machinerie du cycle cellulaire, les points de contrôle qui surveillent le matériel génétique et le système de réparation du matériel génétique tombent en panne simultanément que la cellule cesse de répondre aux mécanismes de contrôle qui maintiennent normalement sa prolifération en équilibre, et que le nombre de cellules commence à croître de manière constante et irréversible.

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