PACES Amiens 2010/2011 – 2010/2011 – UE2 – UE2 – Biologie cellulaire - La différentiation
CHAPITRE 13 : La différentiation Chaque cellule a une place et un rôle bien défini dans l’organisme. l ’organisme. Cette fonction est transmise à la descendance. descendance.
Maturation
Changement quantitatif du quantitatif du phénotype cellulaire Nouvelle compétence fonctionnelle
Prolifération
Changement qualitatif du qualitatif du phénotype cellulaire Synthèse de produits de nouveaux gènes non liés au cycle cellulaire (non-cycliques) Composition protéique
Changement activé des gènes cycliques pour la division cellulaire
Maintien de l’état différencié
Dans un même tissu et un même environnement, on a plusieurs cellules différenciées, et donc plusieurs fonctions. fonctions. Ex : dans la peau
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fibroblaste : synthèse de matrice cellule endothéliale : apport des nutriments cellule nerveuse : innervation macrophages, lymphocytes lymphocytes : élimination des débris mélanocytes : pigmentation
La différenciation :
La mémoire cellulaire
Nécessite un maintien de la forme et de la fonction cellulaire Grâce à une mémoire cellulaire, cellulaire, adaptation à l’environnement : modulation Les états différenciés sont souvent stables et non interchangeables, interchangeables, donc définitifs
Intervient dans la détermination cellulaire, cellulaire, c’est-à-dire c’est-à-dire l’engagement d’une cellule non différenciée dans une voie de différenciation de manière irréversible Chaque cellule s’adapte à son environnement spatio-temporel Une cellule différenciée stoppe sa prolifération
Les différents types de renouvellement des tissus
Tissu à cellules permanentes :
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cellules non aptes à proliférer cellules nerveuses cellules du cristallin
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Renouvellement par simple par simple duplication :
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formation des capillaires
Renouvellement par les cellules souches :
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La différenciation des cellules est induite par les signaux extérieurs apportés à la cellule et par un programme de détermination interne. interne. Les cellules acquièrent une fonction et une morphologie spécialisée et définitive.
Renouvellement cellulaire par cellules souches
Cellules indifférenciées capables :
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De se reproduire afin de maintenir un réservoir permanent de leur espèce De se différencier
Les cellules souches :
Totipotentes pour la formation du fœtus et des annexes Pluripotentes retrouvées au stade du blastocyste blastocyste,, cellules embryonnaires Multipotentes : cellules souches hématopoïétiques hématopoïétiques,, cellules souches de la lignée myéloïde Progénitrices ou unipotentes
Les étapes vers la différenciation
Les cellules souches reçoivent un 1er signal de différenciation. différenciation. En même temps commencent sa migration vers sa future région d’activité. Elle est alors déterminée déterminée.. La cellule déterminée reçoit un deuxième signal de différenciation, différenciation, elle est alors différenciée et située dans le compartiment des cellules différenciées. différenciées. Une cellule déterminée est engagée dans la différenciation mais ne possède pas encore toutes les caractéristiques de la cellule différenciée. Les précurseurs ne peuvent donner que des cellules spécialisées, spécialisées, elles ne peuvent donner d’autres précurseurs comme le peuvent les cellules souches. so uches.
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Mécanisme moléculaire de la différenciation musculaire
La cellule souche du mésoderme dorsal donne le tissu adipeux et le tissu cartilagineux. Par détermination, détermination, on obtient un myoblaste mononucléé. mononucléé. Il y a fusion de ces myoblastes qui donnent un myotube ou myocyte multinucléé(e), puis une myofibre.
Les cellules différenciées expriment des protéines spécifiques de leur fonction : myosine myosine,, myogénine,, myoD myogénine myoD.. Les myoblastes n’expriment pas la myosine, au contraire des myocytes. Il existe de nombreux régulateurs de ce système.
La protéine myoD
La protéine myoD induit la différenciation en cellules musculaires. musculaires. C’est un facteur de transcription qui se fixe sur l’ADN et active les gènes de la myogenèse myogenèse.. On peut transfecter myoD pour induire pour induire la différenciation. L’expression de myoD permet la détermination, on obtient des myoblastes myoblastes.. On passe des myoblastes aux myocytes par l’action de la myogénine myogénine.. La myostatine bloque le développement des muscles. Une mutation sur ce gène crée un surdéveloppement musculaire (physiologique sur le Belgian Blue bull ). ).
Thérapie génique
On prélève un morceau de muscles, on en récupère les cellules non différenciées. différenciées. On les cultive en les gardant mature. On implante les myoblastes dans le cœur à côté d’un pontage. Il s’agit d’un endroit nécrosé à côté d’un endroit sain. Page 3 sur 4 sur 4
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Les myoblastes ont reformé un tapis musculaire fonctionnel. fonctionnel. Ces cellules ont un rythme cardiaque.. cardiaque On peut aussi réinjecter des cellules souches au niveau de zones nécrosées (pieds et mains chez les diabétiques par exemple). En effet, ces malades ne peuvent pas appeler leurs propres cellules souches dans ces zones. Les cellules se différencient et permettent une revascularisation.. revascularisation La greffe du visage nécessite également également l’usage de cellules souches pour la cicatrisation
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