Introduction à la biologie et à la cancérologie
Ce cours synthétise les concepts fondamentaux de la biologie moléculaire et de la cancérologie, en s’appuyant sur les notions essentielles de la structure de l’ADN, des mécanismes de réparation, du cycle cellulaire, de la mort cellulaire programmée et des stratégies thérapeutiques.
Structure du nucléotide d’ADN
Un nucléotide d’ADN est composé de trois éléments principaux :
- Base azotée : purine (adénine, guanine) ou pyrimidine (thymine, cytosine).
- Déoxyribose : sucre à cinq carbones qui porte la base.
- Groupe phosphate : lie les nucléotides entre eux pour former la chaîne.
Chaque monomère possède ainsi une base, un sucre désoxyribose et un groupe phosphate.
Enzymes impliquées dans la réplication et la réparation de l’ADN
Durant la réplication, l’enzyme qui déroule l’ADN est la gyrase (topoisomérase). Elle élimine les supertours qui se forment devant l’empreinte de la fourche de réplication.
La réparation par excision de base (BER) débute avec la DNA glycosylase, qui enlève la base endommagée avant l’excision du sucre‑phosphate.
Le complexe MSH2‑MSH6 joue un rôle crucial dans la réparation des mésappariements (MMR) en reconnaissant les bases mal appariées.
Dans le système de réparation par excision de nucléotides (NER), le facteur de reconnaissance initial est XPA, qui travaille avec les hélicases XPG et le complexe TFIIH pour éliminer les lésions volumineuses.
La recombinaison homologue (HR) et la jonction non homologue (NHEJ) diffèrent principalement par leur besoin d’une séquence homologue : HR utilise une séquence homologue pour une réparation précise, tandis que NHEJ répare sans homologie, souvent avec des insertions ou délétions.
Le complexe DNA‑PK, formé de KU70 et KU80, est essentiel à la NHEJ : ces protéines reconnaissent les extrémités du double‑brin et recrutent les enzymes de ligature.
Transport membranaire et métabolisme cellulaire
Parmi les protéines de transport, les canaux calciques facilitent le passage sélectif des ions calcium à travers la membrane plasmique.
La respiration cellulaire, qui se déroule dans les mitochondries, produit l’énergie nécessaire à la plupart des processus cellulaires.
Cycle cellulaire et points de contrôle
Les deux régulateurs majeurs des points de contrôle du cycle cellulaire sont les cyclines et la protéine p53. Les cyclines orchestrent la progression d’une phase à l’autre, tandis que p53 déclenche l’arrêt du cycle en cas de dommage génétique.
Lors de la mitose, la phase où le noyau se désagrège est la prométaphase, qui suit immédiatement la prophase.
Mort cellulaire programmée vs mort cellulaire accidentelle
L’apoptose se distingue de la nécrose par l’intégrité de la membrane cellulaire : lors de l’apoptose, les membranes restent intactes, évitant ainsi l’inflammation, alors que la nécrose implique une rupture membranaire et déclenche une réponse inflammatoire.
Organisation des tissus épithéliaux
Un épithélium stratifié possède plusieurs couches de cellules, contrairement à un épithélium simple qui ne comporte qu’une seule couche.
Définition et épidémiologie du cancer
Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormale et incontrôlée au sein d’un tissu normal.
L’incidence du cancer est d’environ 380 000 cas par an, selon les données présentées.
Objectifs des traitements oncologiques
Le traitement curatif vise une survie longue et accepte des effets secondaires plus importants pour atteindre une guérison potentielle. En revanche, le traitement palliatif se concentre sur la réduction des symptômes et l’amélioration de la qualité de vie, sans chercher à éradiquer la maladie.
Thérapies hormonales et chimiothérapies
En hormonothérapie, les antagonistes du LH‑RH bloquent la stimulation hormonale des gonades, limitant ainsi la croissance tumorale dépendante des hormones.
Le médicament anticancéreux 5‑FU appartient à la classe des antimétabolites, qui imitent les métabolites naturels pour perturber la synthèse d’ADN.
Immunothérapie anti‑PD1
Les inhibiteurs anti‑PD1 ciblent la voie PD‑1/PD‑L1, bloquant l’interaction qui inhibe les lymphocytes T et réactivant ainsi la réponse immunitaire contre les cellules tumorales.
Résumé des points clés
- Structure du nucléotide : base, déoxyribose, groupe phosphate.
- Enzymes de réplication et de réparation : gyrase, DNA glycosylase, MSH2‑MSH6, XPA, DNA‑PK (KU70/KU80).
- Différence HR vs NHEJ : besoin d’homologie vs réparation sans homologie.
- Transport ionique : canaux calciques.
- Respiration mitochondriale comme source d’énergie.
- Contrôle du cycle cellulaire : cyclines et p53.
- Phases de la mitose : prométaphase.
- Apoptose vs nécrose : intégrité membranaire.
- Épithélium stratifié : plusieurs couches cellulaires.
- Définition du cancer et incidence (~380 K/ans).
- Objectifs curatif vs palliatif.
- Thérapies hormonales : antagonistes du LH‑RH.
- Chimiothérapie : 5‑FU, antimétabolite.
- Immunothérapie : inhibiteurs anti‑PD1.
