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CANCER et VIEILLISSEMENT
LE PRIX D'UNE REVOLUTION

Dr Hugues RAYBAUD - 1996

Résumé et Conclusion en 20 lignes

MAJ 2016
Cancérisation : La piste métabolique [Lire]

Cancer et vieillissement : La piste metformine [Lire]




Quelques réflexions sur "Inerte et Vivant"

Voir également les textes sur les télomérases [Lire]

Les cellules souches pourraient aussi bien provoquer
des maladies que les guérir

Janvier 2016
La formation de tumeurs à partir de cellules souches a également été étudiée.
Deux équipes ont montré que le danger potentiel ne réside pas uniquement dans les cellules souches: il provient également des formes intermédiaires de cellules non matures qui régressent et redeviennent des cellules souches avant de se transformer en cellules tumorales. "Il est important de reconnaître la différence entre une croissance bénigne et maligne", souligne Lukas Sommer, professeur à l'Université de Zurich et responsable de l'un des projets du PNR 63. "Nous ne pourrons utiliser les cellules souches en médecine que lorsque nous saurons contrôler leur croissance". [Lien]

Des cellules souches pluripotentes induites in vivo chez des souris
Septembre 2013
Si jusqu'à présent on était parvenu à obtenir des cellules souches à partir de cellules différenciées in vitro, des scientifiques espagnols ont tenté l'expérience directement in vivo chez des souris. Et ça fonctionne. Sept ans après Shinya Yamanaka, ce sont Manuel Serrano et ses collègues du Centre national espagnol de recherche contre le cancer qui s'illustrent en reproduisant la performance du chercheur japonais… in vivo. Défi jugé difficile, car beaucoup pensaient que l'organisme faisait tout pour différencier ses cellules. C'est donc une avancée réelle, d'autant plus parce que cette découverte témoigne d'un potentiel de différenciation encore plus puissant que ce que les scientifiques imaginaient. Mais la technique, testée et éprouvée chez la souris, est encore inapplicable à l'Homme. La raison ? Tous les cobayes sont morts à cause des tumeurs ainsi créées… [Lire]

Le prix Nobel 2012 de Médecine attribué à
John Gurdon et Shinya Yamanaka

En effet, ces scientifiques ont prouvé que les cellules adultes pouvaient être reprogrammées pour redevenir pluripotentes. Ceci "a changé la manière dont nous comprenons le développement des cellules et de l'organisme", a commenté le jury. Auparavant, les chercheurs estimaient qu'une fois les cellules devenues matures il était impossible qu'elles repassent à un stade non différencié. Ces travaux ont permis de programmer des cellules différenciées adultes pour qu'elles redeviennent polyvalentes, ouvrant un potentiel infini en thérapie cellulaire. Elles remplacent avantageusement les cellules souches embryonnaires, et éliminent le risque de rejet. Mais il reste encore du chemin à parcourir avant de s'assurer de leur totale innocuité : l'un des risques est celui d'une prolifération cellulaire anarchique (càd cancéreuse ??).


Le prix Nobel 2009 de médecine
Les trois chercheurs, Elizabeth Blackburn, Carol Greider et Jack Szostak, sont distingués "pour avoir résolu un problème majeur de la biologie: comment les chromosomes peuvent être copiés de façon complète lors de la division cellulaire et comment ils sont protégés de la dégradation".
Si les télomères sont raccourcis, les cellules vieillissent. A l'inverse, si l'activité de la télomérase est élevée, la longueur des télomères est maintenue et le vieillissement cellulaire est retardé. C'est le cas des cellules cancéreuses dont la durée de vie est illimitée. Certaines maladies génétiques sont caractérisées par une télomérase défectueuse, ce qui entraîne une détérioration des cellules.
La plupart des cellules normales ne se divisent pas fréquemment, leurs chromosomes ne risquent dès lors pas de raccourcir et ils ne nécessitent pas une activité élevée de la télomérase.
En revanche, les cellules cancéreuses ont la capacité de se diviser à l'infini tout en préservant leurs télomères.
Comment échappent-elles au vieillissement cellulaire? L'une des explications est apparue avec la découverte de l'activité de télomérase qui est souvent accrue dans les cellules cancéreuses.....

Carol Greier a souligné que le prix qui leur a été attribué reconnaissait la valeur de découvertes dues à la pure curiosité.
"Nous n'avions aucune idée lorsque nous avons commencé que ce travail avec la télomérase aurait des implications sur le cancer, nous étions simplement curieux de combrendre comment les chromosomes restaient intacts", a-t-elle dit dans un courriel.
"Notre approche montre que si l'on peut certes faire des recherches pour tenter de répondre à des questions spécifiques sur une maladie, on peut aussi simplement suivre son flair."

De la " soupe primitive " aux premières structures organisées, le chemin est immense et encore très mystérieux. Quelles que soient les hypothèses ( méthane, dioxyde de carbone, hydrogène ou molécules organiques venant de l'espace ), les avis convergent pour une quasi-absence d'oxygène. L'origine de la vie est anaérobie.

Une fois cette première étape franchie, nos connaissances sont meilleures et la chronologie suivante est généralement retenue :
  1. Absence d'oxygène et existence d'hétérotrophes anaérobies stricts.
    C'est le procaryote (organisme sans noyau ) né il y a quelques millions d'années à partir duquel dérivent tous les organismes vivants. Ainsi, les voies métaboliques les plus anciennes ont été nécessairement anaérobies et la glycolyse anaérobie y occupe une place essentielle. Elle existe dans pratiquement toutes les cellules vivantes et, en l'absence d'oxygène, elle est la seule source d'énergie utilisable (ATP) à l'exception des cyanobactéries photosynthétiques.
    Les archéobactéries semblent être les organismes actuels les plus proches de cette origine. Elles sont capables de s'adapter à des environnements aussi inhospitalier que les fonds des océans, les sources d'eau chaude acide.

  2. Apparition d'autotrophes photosynthétiques
    Et donc apparition de l'oxygène comme produit de rejet. La photosynthèse - grâce à la chlorophylle - permet la transformation du gaz carbonique (C02) en composés organiques.
    Les cyanobactéries sont les représentants actuels de ces organismes et les mécanismes qui le permettent sont probablement restés stables depuis plus d'un milliard d'années.

  3. Les hétérotrophes aérobies
    En présence d'oxygène, l'apparition d'organismes capables de l'utiliser est une évolution énergétiquement logique. L'oxydation conduite à son terme (CO2 et H2O ) fournit plus d'énergie que la fermentation anaérobie. Ces bactéries aérobies sont les ancêtres ne nos actuelles mitochondries.

  4. Les hétérotrophes anaérobies facultatifs ( le procaryote originel adapté à l'oxygène )
    Dans un environnement devenu riche en oxygène, les procaryotes anaérobies primitifs étaient en position de faiblesse. Certains ont disparus, d'autres ont développé une capacité de respiration, d'autres ont survécu dans des niches sans oxygène. Enfin, certains ont inventé une stratégie : l'endo-symbiose avec une bactérie aérobie.

  5. Invention de la cellule eucaryote
    Les hétérotrophes anaérobies s'associent à des bactéries aérobies (plutôt que de les digérer) : les mitochondries. Elles deviendront les centrales énergétiques du complexe biologique ainsi crée.
Il a fallu 300 millions d'années pour que ces évènements se déroulent et que se produise l'étape essentielle de l'évolution cellulaire : la formation de la cellule eucaryote symbiotique qui représente la brique unitaire de la vie des êtres multicellulaires. Cette association a pu survivre et se développer car énergétiquement plus efficace mais au prix et grâce à une complexité accrue.

CANCER et VIEILLISSEMENT SONT LE PRIX DE CETTE REVOLUTION


MISE EN PLACE DE L'ENDO-SYMBIOSE : APPARITION DE LA CELLULE EUCARYOTE

L'apparition de l'oxygène représente le maillon initiateur. En effet, en sa présence, l'apparition des bactéries aérobies est un évènement énergétiquement logique. Elles mènent l'oxydation à son terme (CO2 et H2O) et obtiennent ainsi plus d'énergie que les fermentations anaérobies : Par molécule de glucose 36 ATP au lieu de 2 ATP.
De ce point de vue thermodynamique, seules les structures aérobies et les algues photosynthétiques auraient du prospérer. C'est donc la survie-adaptation de certains hétérotrophes anaérobies en présence d'oxygène qui retient notre attention.
Nous pensons que leur adaptation a été possible grâce à l'apparition de la voie des pentoses seule capable de synthétiser dans le cytoplasme un réducteur NADPH2 capable de neutraliser l'oxygène ( et les peroxydes ) inutilisables par la glycolyse anaérobie et toxique pour leurs structures membranaires.

NOUS AVONS LA CHRONOLOGIE SUIVANTE :
  1. Anaérobies stricts : Pas de voie des pentoses. La glycolyse anaérobie fournit l'énergie : 2 ATP par molécule de glucose et formation d'acide lactique ou d'éthanol ( et probablement déjà le problème d'accumulation des déchets ).. Il sont incapables de survivre en présence d'oxygène. Ce sont les procaryote originel, hétérotrophes anaérobies. Certains ont pu survivre dans des biotopes particuliers (archéobactéries ?).

  2. Apparition de l'oxygène par la photosynthèse et survie de certains procaryotes anaérobies grâce à la voie des pentoses ( NADPH2) mais l'ATP est toujours fourni par la glycolyse anaérobie.

  3. Apparition des bactéries aérobies utilisant l'oxygène comme accepteur ultime des électrons ( oxydation dans le Cycle de Krebs ), ancêtre des actuelles mitochondries. Les déchets sont le CO2 et H2O utilisables par les cellules végétales . Un équilibre dynamique venait de naître.

  4. " Invention " de la cellule eucaryote par intégration de bactéries aérobies plutôt que de les digérer : les mitochondries. Elles sont les centrales énergétiques du complexe biologique ainsi crée
.
. Le même raisonnement peut être appliqué aux cellules végétales pour l'intégration de cyanobactéries : les chloroplastes

La production d'ATP n'est plus alors régulé par des informations mitochondriales mais par celles du métabolisme de toute la cellule ( rapport ATP/ADP, le taux d'acétyl CoA en particulier ).

Il nous parait probable que le matériel génétique de la cellule eucaryote est une mosaïque du procaryote primitif et de la bactéries aérobie dont la complexité - fragilité ? - a nécessité la formation d'une nouvelle structure : le noyau. La présence et le rôle de l' ADN " rebut " c'est à dire des des introns en serait la preuve.



VIEILLISSEMENT ET MORT CELLULAIRE

Le vieillissement est facilement appréhendé pour un organisme multicellulaire comme l'homme. Au niveau d'une cellule ou d'une bactérie, le vieillissement - et son corollaire, la mort - sont des données purement dynamiques.
On peut définir l'immortalité cellulaire ou bactérienne par un équilibre dynamique entre dégradation et réparation. Dans la mesure où le milieu nutritif le permet, l'immortalité entraîne une capacité illimitée de multiplication.C'est le cas des bactéries et des cellules cancéreuses.

Pour les cellules eucaryotes, il existe une limite programmée à cette multiplication ( environ 70 fois ) et donc une mort programmée ( Apoptose ) ce qui n'exclut pas un " vieillissement accéléré " par les radicaux libres, peroxydes et autres oxydants.
Dans les deux cas, la structure symbiotique est directement impliquée : MAJ 2004 : Le mystère du vieillissement en partie résolu par des scientifiques suédois [Lire]

CANCERISATION

Si au niveau de l'organisme multicellulaire le cancer représente une faillite de son organisation, au niveau cellulaire la transformation cancéreuse doit être considérée comme un mécanisme de survie et de multiplication retrouvant ainsi son potentiel originel.
La structure multicellulaire subit une agression ( virus, toxique, hyperstimulation, etc...) . Les cellules impliquées peuvent résister, s'adapter, mourir ou se désolidariser de l'organe en se transformant en une cellule cancéreuse.

La transformation cancéreuse correspond à LA RUPTURE DE LA STRUCTURE SYMBIOTIQUE en exprimant des gènes quiescents ( au moins depuis la fin de la croissance in utéro) et dont la finalité - au dépend du multicellulaire - est la survie de la cellule.
Ces gènes alors déréprimés ont été nommes oncogènes mais ils ne représentent pas des structures ou des anomalies pathologiques mais une partie indispensable et normale du génome cellulaire qui avait été mise en sommeil....

Source Cancer : les mécanismes biologiques [Lire]
(Grégory Ségala - futura-sciences.com)



Le prix Nobel 2012 de Médecine attribué à
John Gurdon et Shinya Yamanaka

En effet, ces scientifiques ont prouvé que les cellules adultes pouvaient être reprogrammées pour redevenir pluripotentes. Ceci "a changé la manière dont nous comprenons le développement des cellules et de l'organisme", a commenté le jury. Auparavant, les chercheurs estimaient qu'une fois les cellules devenues matures il était impossible qu'elles repassent à un stade non différencié. Ces travaux ont permis de programmer des cellules différenciées adultes pour qu'elles redeviennent polyvalentes, ouvrant un potentiel infini en thérapie cellulaire. Elles remplacent avantageusement les cellules souches embryonnaires, et éliminent le risque de rejet. Mais il reste encore du chemin à parcourir avant de s'assurer de leur totale innocuité : l'un des risques est celui d'une prolifération cellulaire anarchique (càd cancéreuse ??).




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LA VIE

A lire : Biologie et Structures de Henri LABORIT

L'étincelle de vie correspond à l'apparition d'un mécanisme capable de lutter contre l'entropie càd le désordre.
C'est une notion fondamentale de thermodynamique.

L'inerte ne peut évoluer que de l'ordre vers le désordre : montagne - rocher - gravier - sable - poussière. C'est une évolution du complexe vers le simple avec perte d'information

Le vivant peut entretenir une structure complexe càd préserver dynamiquement un équilibre instable ( ordre ou néguentropie )
Pour ce faire il lui faut deux choses : de l'énergie et de l'information.

La source d'énergie c'es le soleil; directement pour les plantes ou indirectement pour les animaux et l'homme.

L'information, c'est le code génétique.

Le code génétique... C'est qui ?

Et Le temps ?


Parler du temps, c'est définir un avant et un après, c'est à dire un changement aussi minime soit-t-il dans l'Univers.

On peut estimer alors qu'à Zéro degré Kelvin, le temps n'existe pas : plus rien ne bouge ! Même pas les électrons !

L'entropie est donc mère du temps ? Fille du temps ?
Et pour une bactérie, l'équilibre dynamique indéfini abolit le temps ? L'immortalité ? Et non, car la source d'énergie - le soleil - s'épuise avec le temps....

Et la vitesse ?

Le temps est fonction de la vitesse. Il serait donc relatif...lui aussi ?
Il faut alors un observateur et un moyen de mesurer le temps...Le paradoxe des jumeaux de Langevin existe-t-il vraiment ? Dans "la fusée" les atomes de la pendule et les métabolismes du voyageur subissent les mêmes contraintes liées à la vitesse de déplacement proche de celle de la lumière
Bon Voyage !
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