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L'autophagie

  • L'autophagie fonctionne comme mécanisme d'entretien permettant de préserver le bon fonctionnement cellulaire en recyclant les « déchets ».
  • En principe, l'autophagie aide à protéger l'organisme contre des pathologies. Inversement, tout dysfonctionnement de l'autophagie peut favoriser l'évolution de la maladie.
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Le terme d'autophagie vient du grec, auto signifiant « soi-même » et phagy signifiant « manger ». Il ne s'agit pas d'un comportement létal comme dans le cas de l'apoptose, mais plutôt d'auto-cannibalisme. S'appuyant sur la dégradation lysosomale, l'autophagie a pour rôle de nettoyer les cellules des protéines indésirables, détruisant même des organites cellulaires entiers. L'autophagie a pour but de préserver l'homéostasie de la cellule. Les composants cellulaires superflus ou les éléments présentant des dysfonctionnements à risque dans la mécanique cellulaire sont éliminés. L'autophagie fonctionne, donc, comme mécanisme d'entretien permettant de préserver le bon fonctionnement de la cellule en éliminant ou, plutôt, en recyclant les « déchets ».

Types de dégradation

Il existe trois types d'autophagie distincts, chacun étant destiné à traiter des problèmes différents, ou, en d'autres termes, à éliminer différents types de déchets.

  • La pexophagie, l'autophagie sélective pour la dégradation des peroxisomes.
  • La mitophagie, l'autophagie sélective pour la dégradation des mitochondries.
  • La xénophagie, l'autophagie sélective pour la dégradation des bactéries et des virus intracellulaires.
En résumé, l'autophagie est une voie de recyclage favorisant le maintien de l'homéostase cellulaire.

Si l'autophagie est connue depuis plus de 40 ans, la mécanique moléculaire sous-jacente à ce processus n'a été réellement maîtrisée que récemment. Plus de 30 gènes environ associés à l'autophagie (-genes) sont répertoriés à ce jour.

Processus autophagiques

La cellule possède plusieurs façons de résoudre le problème de l'élimination des déchets. Trois types ou processus d'autophagie sont connus à ce jour.

  • On parle de microautophagie lorsque les lysosomes envahissent directement le cytoplasme.
  • La macroautophagie sous-entend la formation d'une structure à double membrane appelée autophagosome qui transporte les protéines cytosoliques dans le lysosome en vue de leur dégradation.
  • L'autophagie médiée par les protéines chaperonnes (CMA) se caractérise par sa sélectivité quant aux substrats spécifiques (protéines cytosoliques) dégradés. Seules les protéines possédant une séquence consensus de peptide sont reconnues et dégradées. Dans le cadre de ce processus, les substrats soumis à dégradation sont transférés dans le lysosome un à un. Ce processus ne dégrade que les protéines, et non pas les organites entiers.

L'autophagie s'inscrit dans le déroulement normal de la croissance et du développement des cellules et s'avère essentielle pour aider à préserver l'équilibre entre augmentation et diminution du contenu cellulaire.

Finalités de l'autophagie

À ce jour, trois objectifs principaux ou événements déclencheurs de l'autophagie ont été identifiés :

  • La carence en nutriments : une diminution des taux d'acides aminés peut induire des processus autophagiques.
  • L'infection : l'autophagie joue un rôle dans la destruction de certaines bactéries au sein de la cellule, et dans la détection des virus par l'intermédiaire des voies du système immunitaire inné.
  • Les processus de nettoyage : les protéines et les organites sont recyclés.

Induction moléculaire de l'autophagie

L'autophagie peut être induite à la fois par des stimuli internes et des stimuli externes. L'indicateur de la quantité de nutriments possède un effet inhibiteur sur l'autophagie ; en situation de carence, est inactivé, levant l'inhibition de l'autophagie. Par conséquent, la carence en nutriments déclenche l'autophagie. Tel qu'indiqué précédemment, plus de 30 gènes ont déjà été identifiés dans les actions de la voie de signalisation , les processus moléculaires conduisant à l'autophagie dépendent donc d'un équilibre fragile entre une multitude d'acteurs moléculaires.

Rôle dans la maladie

En principe, l'autophagie aide à protéger l'organisme contre des pathologies comme le cancer, la neurodégénérescence, les infections bactériennes et virales, le vieillissement et les maladies cardiaques. Tout dysfonctionnement de l'autophagie est susceptible de contribuer au développement d'une maladie.

Maladie Activation de l'autophagie Inactivation de l'autophagie
CANCER
Stades précoces Inhibe la croissance de la tumeur Favorise la croissance de la tumeur
Empêche la mort autophagique cellulaire suite à des traitements anticancéreux.
Stades avancés Favorise la survie des cellules dans les tumeurs faiblement vascularisées
Favorise l'élimination des macromolécules intracellulaires endommagées suite à un traitement anticancéreux
Empêche la survie des cellules dans les tumeurs faiblement vascularisées
Accroît l'efficacité des traitements anticancéreux ; les macromolécules endommagées ne peuvent pas être éliminées
Myopathies vasculaires Favorise l'élimination des vacuoles autophagiques cytosoliques et des agrégats de protéines Entraîne l'accumulation des vacuoles autophagiques qui affaiblissent les muscles du squelette et du cœur
Entraîne une atrophie musculaire en cas d'hyperactivation  
NEURODÉGÉNÉRESCENCE
Stades précoces Favorise l'élimination des agrégats de protéines cytosoliques Accroît l'accumulation des agrégats de protéines cytosoliques
Stades avancés Détruit irréversiblement les neurones endommagés par le biais de la mort cellulaire Entraîne une accumulation des vacuoles autophagiques qui altèrent le trafic vésiculaire
Lésion axonale Favorise l'élimination des vésicules avec neurotransmetteur et des organites endommagés Empêche l'élimination des organites endommagées et des vésicules avec neurotransmetteur
  La libération cytosolique des neurotransmetteurs déclenche l'apoptose
Fournit de l'énergie et des membranes pour la régénérescence Ralentit la régénérescence
Maladie infectieuse Contribue à l'élimination des particules bactériennes et virales Offre un environnement de survie pour les bactéries en mesure d'inhiber la maturation des autophagosomes
Favorise l'infection virale

Événements favorisant la maladie en italique

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