Pourquoi les cellules doivent-elles mourir ?
Ici, dans l'hémisphère nord, c'est un mois de janvier froid et sombre. Quel meilleur moment pour parler de mort cellulaire ? Hélas, toute cellule vivante mourra un jour, mais la mort cellulaire typique n'est ni perturbatrice, ni chaotique, ni nuisible. Elle fait partie intégrante de la vie. Au début des années 1970, des chercheurs ont décrit un processus de mort cellulaire programmé et hautement contrôlé, appelé apoptose. Ce phénomène est répandu dans tout le vivant et régulé par les mêmes gènes chez une grande variété d'espèces, des vers aux mammifères.
Lorsqu'une cellule est soumise à un stress ou reçoit un signal particulier d'une cellule voisine, elle entame une dégénérescence systématique et sans danger par apoptose. La cellule se rétracte ; son contenu interne se condense puis s'effondre. Finalement, elle se fragmente en minuscules sacs, appelés vésicules, qui peuvent être absorbés par les cellules environnantes capables de réutiliser leurs composants moléculaires. Point crucial, l'apoptose ne nuit pas aux cellules voisines de la cellule mourante ; contrairement aux processus de mort cellulaire incontrôlés, comme la nécrose, où une cellule malade éclate, libérant des composés toxiques susceptibles d'endommager les cellules environnantes. À l'inverse, l'apoptose s'apparente à une démolition contrôlée.
La capacité des cellules à mourir de cette manière est essentielle à la survie des espèces multicellulaires. Chez les animaux dotés d'un système nerveux, par exemple, le développement précoce peut être une période tumultueuse : un cerveau en développement possède bien plus de cellules que nécessaire et doit se structurer et se perfectionner en éliminant une grande partie de ces neurones. Lorsque l'apoptose déraille, elle peut engendrer une multitude de complications. Les cellules cancéreuses sont composées de cellules qui devraient mourir mais ne meurent pas , tandis que les personnes atteintes de maladies auto-immunes présentent de nombreuses cellules qui, au lieu de mourir, meurent.
Bien que le processus paraisse simple, les questions relatives à la vie et à la mort cellulaires recèlent une grande complexité. " Tout le domaine de la mort cellulaire est confronté à la question de la définition même de la cellule morte ", expliquait le biologiste cellulaire Shai Shaham dans un épisode de 2024 de notre podcast " The Joy of Why " . Les chercheurs continuent d'explorer ce que signifie vivre ou mourir une cellule, et même ce qu'est la résurrection.
Nouveautés et points importants :
L’origine de la mort cellulaire programmée remonte probablement à des milliards d’années , à des bactéries ancestrales. Selon une étude, il y a 2 millions d’années, les premiers eucaryotes – un type cellulaire à l’organisation complexe, comprenant un noyau et des mitochondries, semblables à celles qui composent notre corps – possédaient probablement déjà les mécanismes de l’apoptose, hérités d’ancêtres bactériens plus simples. Les raisons exactes de l’apparition de ce processus font encore débat. Certains chercheurs supposent que les bactéries ancestrales utilisaient ces mécanismes comme moyen de défense contre les prédateurs. D’autres proposent que l’apoptose ait évolué chez les organismes unicellulaires comme une forme d’autodestruction pour le bien de la population, afin de prévenir la propagation des maladies, par exemple.
La mort cellulaire est forcément définitive, n'est-ce pas ? En réalité, non. Dans certaines conditions, des cellules ayant subi l'apoptose peuvent se régénérer grâce à un processus appelé anastase, dérivé du grec " renaissance ". Ce processus répare les dommages cellulaires et relance les fonctions cellulaires. Tout comme l'apoptose, l'anastasie est un processus finement régulé ; de même, les chercheurs ont observé l'anastasie chez de nombreux organismes différents, des drosophiles aux rongeurs. Ce phénomène pourrait avoir évolué comme un moyen de freiner l'apoptose généralisée après un stress intense mais temporaire, afin de limiter les lésions tissulaires permanentes.
Parfois, ce qui ressemble à la mort s'apparente davantage à un long sommeil. La plupart des formes de vie sur Terre sont en dormance : confrontées à des conditions extrêmes, comme le froid ou la pénurie alimentaire, de nombreuses espèces ralentissent leur métabolisme et entrent en dormance. Mais comment ? Une étude a identifié une protéine, appelée facteur d'hibernation, qui " freine d'urgence " les cellules du pergélisol arctique en bloquant la synthèse de nouvelles protéines. La dormance n'est pas propre aux microbes : dans le corps humain, les ovocytes (cellules souches des œufs) et les lymphocytes du système immunitaire peuvent rester dormants pendant de longues périodes.