Mort cellulaire : induction de l’apoptose, arrêt du cycle cellulaire

Cancer colorectal

On attribue aux cancers « une origine clonale », à partir d’une seule cellule somatique, dont les mécanismes régulateurs de la croissance, de la différenciation, et de la prolifération ont été gravement perturbés. De plus, les caractères nouveaux acquis sont transmis à la descendance cellulaire. Alors, les cellules tumorales n’obéissent plus aux mécanismes de contrôle d’une croissance normale chez l’hôte (Prescott et al., 1982). Selon Larousse médicale, le cancer est une maladie qui a pour mécanisme une prolifération cellulaire anarchique, incontrôlée et incessante. Cette prolifération anarchique du cancer s’oppose à la prolifération contrôlée, harmonieuse et le plus souvent intermittente qui caractérise les tissus normaux ; et qui n’a lieu que pour réparer les pertes cellulaires accidentelles par plaie ou agression et les pertes naturelles par le vieillissement. Le terme cancer recouvre un vaste ensemble de maladies, cataloguées selon les cellules et les tissus à partir desquels les cancers se forment. La tumeur développée dans un organe (tumeur primitive) va se greffer à distance sur d’autres organes (cerveau, poumon, foie, etc.), en passant par les voies lymphatiques ou sanguines. Ces tumeurs secondaires qui reproduisent la structure de la tumeur mère, s’appellent des métastases.

Incidence du cancer colorectal

Le cancer est l’une des causes majeures de décès dans le monde. Effectivement en 2012, plus de 14,1 millions de nouveaux cas de CRC et 8,2 millions de décès sont survenus à travers le monde. Le CRC se positionne au 3ème rang des cancers les plus couramment diagnostiqués (1,36 million) précédé par le cancer du sein (1,67 million) et des poumons (1,82 million). Par ailleurs, c’est la 4ème cause de mortalité par cancer avec 694 000 décès (Fig. 1) après les cancers du poumon, du foie, de l’estomac avec respectivement 1600, 745, 723 mille décès en 2012 (Ferlay et al., 2015). En Algérie, la mortalité par le CRC est classée deuxième chez les hommes 1005 décès par an (soit 9,3%) après le cancer du poumon, de même pour les femmes avec 1001 décès par an après le cancer du sein (soit 9,2%).

Le taux de CRC varie selon les régions; les taux étaient traditionnellement plus élevés dans les pays développés et industriels, alors que les pays moins développés avaient des taux plus bas. Néanmoins, l’incidence du CRC augmente considérablement dans de nombreux pays en développement. Les taux en Europe de l’Est, qui ont récemment subi une transition économique majeure, ont déjà atteint ou dépassé ceux des pays occidentaux industriels (Center et al., 2009). De même, les rapports des régions de l’Asie de l’Est, tels que Hong Kong, Taiwan, la Chine urbaine, Singapour et la Thaïlande, indiquent une augmentation rapide de l’incidence du CRC, proche des taux déclarés dans les populations occidentales (Sung et al., 2005 ; Khuhaprema & Srivatanakul, 2008). De même, une augmentation de l’incidence du CRC a également été observée dans les pays d’Asie occidentale qui ont été historiquement considérés comme ayant des taux très bas de la maladie. Par exemple, des études épidémiologiques en Iran ont montré que le taux du CRC, bien que toujours relativement faible, a considérablement augmenté au cours des trois dernières décennies (Malekzadeh et al., 2009). Par conséquent, Karsa et al. (2010) prévoyait que l’incidence du CRC augmenterait de façon spectaculaire au cours de la prochaine décennie, en s’appuyant sur un doublement des taux, la plupart des nouveaux cas se produiraient dans les pays en développement.

Cancer colorectal et environnement

L’accroissement du CRC dans les pays en développement est attribuée aux changements environnementaux, provoqués par la transition économique (Center et al., 2009). Les facteurs environnementaux, tels que les régimes alimentaires, le tabagisme et la forte consommation d’alcool, sont considérés comme affectant le risque de CRC (Bishehsari, 2013). L’effet de l’habitude et du style de vie sur le CRC a été souligné par les études de migration, qui démontrent une augmentation des taux du CRC dans les groupes ethniques initialement à faible risque lorsqu’ils ont migré vers des zones à haut risque (Dunn et al., 1975; McMichael & Giles, 1998; Yavari et al., 2006). Un mode de vie sédentaire et un régime « occidental », riche en matières grasses et en viande et généralement pauvres en fibres et céréales non raffinées, font partie des principales causes qui augmenteraient l’incidence du CRC (Tseng & DeVillis, 2000; Wiseman, 2008).

Une diminution de l’activité physique et une tendance à la consommation d’un régime plus occidental ont été présentées de façon omniprésente dans les pays d’Asie centrale et occidentale et d’Afrique du Nord (Malekzadeh et al., 2009; Kelishadi et al., 2013). Un changement similaire dans le mode de vie et les habitudes alimentaires s’est produit dans les pays d’Europe de l’Est lors de la transition des économies de marchés prévus aux marchés ouverts, ce qui a entraîné une augmentation de la disponibilité des aliments, la consommation de produits raffinés et l’augmentation de l’obésité (Center et al., 2009). De même, dans les pays d’Asie de l’Est, les changements alimentaires et l’obésité ont précédé l’augmentation de l’incidence du CRC (Minami et al., 2006 ; Matsushita et al., 2008 ; Zhang et al., 2012). L’obésité et le syndrome métabolique, caractérisés par l’intolérance au glucose et la dyslipidémie, se sont révélés être associés à un risque plus élevé d’adénomes du côlon du CRC. La hausse des taux d’obésité et le syndrome métabolique est de plus en plus signalée dans les pays en développement, suite à l’amélioration du statut économique et l’urbanisation rapide (Misra & Khurana, 2008 ; Kelishadi, 2007).

Un rôle prépondérant de l’environnement et le régime sur le risque de CRC est également suggéré par la structure par âge de la maladie dans les pays en transition épidémiologique. Ces pays sont généralement témoins d’une proportion plus élevée de jeunes cas de CRC, alors que les taux sont relativement faibles chez les personnes âgées. L’incidence du CRC qui est plus élevée dans les sous-groupes les plus jeunes de ces populations, suggère une modification récente des facteurs de risque environnementaux qui ont touché les individus qui ont partagé ces expositions pendant l’enfance et l’adolescence (Ansari et al., 2006). L’association proposée de profil alimentaire et du CRC est décrite dans la fig. 2, qui compare le modèle de la consommation alimentaire régionale dans le monde, tel que rapporté par l’OMS, avec la diffusion mondiale du CRC, en fonction des données de Globocan 2008.

L’obésité et le mode de vie Comme nous l’avons déjà mentionné, l’obésité et un mode de vie sédentaire sont associés à un risque accru de CRC. Plusieurs voies moléculaires ont été liées aux effets de l’obésité et de l’inactivité physique sur le CRC. L’hyper-insulinémie, conséquence d’une augmentation de l’apport calorique, induit un facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF) -Ⅰ, ce qui peut favoriser la croissance cellulaire et inhiber l’apoptose (Becker et al., 2009). La voie de l’insuline qui favorise la prolifération des lésions pré-néoplasiques de souris ApcMin/+, est régulée à la hausse dans le tissu du CRC humain et est associée à un comportement tumoral agressif et à une métastase (Fenton et al., 2005 ; Giovannucci, 2007 ; Esposito et al., 2012). L’insuline peut également induire des hormones stéroïdes impliquées dans la prolifération cellulaire et l’apoptose (Moschos & Mantzoros, 2002). Les facteurs de croissance des polypeptides et les cytokines libérés à partir des tissus adipeux, connus sous le nom d’adipokines, ont des niveaux anormaux dans l’obésité, en raison de la régulation systémique de la signalisation insuline / IGF-I, des hormones stéroïdiennes et des médiateurs inflammatoires (Maury & Brichard, 2010 ; de Heredia et al., 2012 ; Bardou et al., 2013 ; Vongsuvanh et al., 2013). Le niveau élevé de leptine et le faible niveau d’adiponectine ont été associés au CRC dans les modèles de souris (Endo et al., 2011 ; Padidar et al., 2011 ; Moon et al., 2013).

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Table des matières

Introduction
Synthèse Bibliographique
Chapitre 1 : Cancer colorectal
1.1. Incidence du cancer colorectal
1.2. Cancer colorectal et environnement
1.3. Altérations génétiques et épigénétiques
1.4. L’obésité et le mode de vie
Chapitre 2 : Mort cellulaire : induction de l’apoptose, arrêt du cycle cellulaire
2.1. L’apoptose
2.2. Rôle physiologique de l’apoptose
2.3. Caractérisation morphologique et biochimique de l’apoptose
2.4. Les différentes voies de l’apoptose
2.4.1. La voie extrinsèque de l’apoptose
2.4.2. La voie intrinsèque de l’apoptose
2.5. Les différents acteurs de l’apoptose
2.5.1. Les récepteurs de mort
2.5.2. Les caspases
2.5.3. La famille de Bcl-2
2.6. Cycle cellulaire
2.6.1. Cycline-CDK et cancer
2.6.2. CKI
2.6.3. Thérapies ciblées par cycle cellulaire
2.6.4. La protéine p53
Chapitre 3 : Aliments, nutriments et cancer
3.1. Aliments pro-oncogènes
3.1.1. Viande rouge
3.1.2. Lipides et graisses saturées
3.1.3 L’Alcool
3.2. Aliments ou nutriments protecteurs contre le cancer colorectal
3.2.1. Polyphénols
3.2.2. Curcumine
3.2.3. Flavonoïdes
3.2.4. Autres composés phytochimiques
3.2.5. Le thé vert
3.2.6. Le café
3.2.7. Fibres alimentaires, fruits et légumes
3.2.8. Oméga 3 (n-3)
3.2.9. Acide folique / acide folique (vitamine B9)
3.2.10. Calcium et vitamine D
3.2.11. Zinc
3.2.13. Microbiote intestinal
3.2.14. Mode de vie
Chapitre 4 : Polyphénols et activités biologiques
4.1. Les acides phénoliques
4.2. Les stilbènes
4.3. Les lignanes
4.4. Les flavonoïdes
4.5. Biodisponibilité des polyphénols
Problématique
Matériels et Méthodes
1.Préparation du Matériel végétal
2.Analyses Physicochimiques
2.1. Détermination du pourcentage d’humidité
2.2. Détermination quantitative des métabolites primaires
2.2.1. Dosage des sucres totaux
2.2.2. Détermination de la teneur en lipides
2.2.4. Détermination de la teneur en fibres brutes
2.2.5. Détermination de la teneur en cendres
3.Dosage des métabolites secondaires et évaluation du pouvoir antioxydant
3.1. Extraction des composés phénoliques
3.2. Dosage colorimétrique des polyphénols totaux
3.3. Dosage colorimétrique des flavonoïdes
3.4. Extraction des tanins condensés
3.5. Evaluation du pouvoir antioxydant par le DPPH
3.6. Réduction du Fer : FRAP
4.Effet anti-cancéreux de l’extrait polyphénolique des feuilles de Ceratonia siliqua
4.1. Culture cellulaire et traitements
4.2. Traitements CLP, GA, p-CA et 5-FU
4.3. Traitements avec les inhibiteurs
4.4. Mesure de la prolifération cellulaire et viabilité
4.5. Evaluation de l’apoptose par marquage Annexin V et 7AAD
4.6. Mesure de l’activité caspase-3/7
4.7. Western Blotting
4.7.1. Extraction des protéines
4.7.2. Migration et transfert
4.7.3. Immunoblotting et révélation
4.7.4. Stripping des membranes
4.8. Analyse du cycle cellulaire par Cytométrie en flux
4.9. Expérimentation animale
4.10. Analyse statistique
Résultats et Discussion
Résultats
1.Métabolites primaires et secondaires
2.Teneur en Polyphénols et pouvoir antioxydant
Viabilité cellulaire
Test d’apoptose
Détection des protéines liées à l’apoptose
Détection de l’activité de caspase-3 et caspase-7
Cycle cellulaire
Croissance tumorale
Discussion
Conclusion