Oncogène: qu'est-ce que c'est? & Comment cela affecte-t-il le cycle cellulaire ?

Un oncogène est un gène qui favorise la division cellulaire. Les cellules normales se divisent selon le cycle cellulaire, un processus contrôlé qui coordonne la croissance et la multiplication cellulaires dans les tissus vivants.

Après qu'une cellule se soit divisée, elle entre dans la phase d'interphase au cours de laquelle elle peut soit se préparer à une nouvelle division, soit arrêter de se diviser.

Les oncogènes sont défectueux ou gènes mutés qui entraînent la division cellulaire même lorsque cela n'est pas nécessaire.

Dans une cellule normale, des précurseurs d'oncogènes appelés proto-oncogènes contrôler la croissance cellulaire tout en gènes suppresseurs empêcher les cellules de se diviser lorsque la croissance n'est pas nécessaire. Selon la cellule, les proto-oncogènes sont soit actifs et la cellule se divise, soit éteints et la cellule arrête de se diviser. Pour des processus tels que la croissance ou la réparation des lésions tissulaires, les cellules doivent se diviser rapidement et les proto-oncogènes doivent être actifs.

Des cellules telles que les cellules du cerveau sont hautement spécialisés et ne se divisent pas. Dans ces cellules, les proto-oncogènes sont éteint.

Parfois, un proto-oncogène est endommagé ou son ADN est mal répliqué. De telles mutations peuvent l'activer de manière permanente ou peuvent le modifier de sorte qu'il entraîne la division cellulaire de manière plus intensive. Ces gènes modifiés deviennent des oncogènes et, dans certaines conditions, ils aident à provoquer une croissance cellulaire incontrôlée, entraînant des tumeurs et des cancers.

En plus de la présence d'oncogènes, des facteurs supplémentaires sont nécessaires pour le cancer, mais les oncogènes sont l'une des causes profondes.

Dans le cycle cellulaire, les cellules normales se divisent au cours de la mitose puis passent dans le interphase étape. Pendant l'interphase, les cellules se préparent pour une autre division ou entrent dans le G₀ phase au cours de laquelle ils cessent de se diviser.

Si la cellule doit se diviser, elle passe par un autre cycle cellulaire et produit deux cellules filles identiques. Les proto-oncogènes normaux sont actifs et maintiennent la division cellulaire.

Ce type de division cellulaire est important pour remplacer les cellules mortes et pour la croissance des jeunes organismes. Par example, cellules de la peau divisent et remplacent constamment les cellules des couches externes de la peau. Les cellules des bébés se divisent rapidement et permettent au bébé de devenir un adulte. Les proto-oncogènes réagissent aux signaux qui indiquent que de nouvelles cellules ou plus de cellules sont nécessaires, et ils maintiennent les cellules en division pour répondre au besoin signalé.

Lorsque la cellule termine un cycle cellulaire, elle passe par trois points de contrôle. A ces points, l'état de la cellule est évalué. Si tout se passe normalement, le processus de division cellulaire se poursuit. S'il y a un problème, tel qu'un ADN incorrect ou un matériel cellulaire insuffisant pour deux nouvelles cellules, le processus s'arrête.

Les oncogènes perturbent le fonctionnement de ces points de contrôle. Pour interrompre le cycle cellulaire, les proto-oncogènes peuvent être désactivés ou un gène suppresseur peut prendre le relais. Si un proto-oncogène a muté en un oncogène, il peut indiquer à la cellule de continuer à se diviser malgré les problèmes. Le résultat peut être un masse de cellules défectueuses.

Un point de contrôle particulièrement important intervient à la fin de l'interphase avant que la cellule ne commence à se diviser en phase de mitose. À ce stade, la cellule vérifie que l'ADN a été complètement dupliqué et qu'il n'y a pas d'erreurs dans les brins d'ADN. Les erreurs typiques sont des ruptures dans l'ADN ou des gènes mal répliqués.

S'il y a des dommages à l'ADN, les proto-oncogènes correspondants doivent être désactivés et la cellule doit arrêter le processus de division alors qu'elle essaie de réparer son ADN. Si un oncogène est présent, il peut aider la cellule à ignorer les signaux d'arrêt et à continuer à se diviser.

Les nouvelles cellules auront ADN défectueux et ne pourra pas fonctionner correctement. Dans certains cas, la croissance cellulaire se poursuivra et les cellules filles formeront une tumeur.

Parfois, les contrôles au point de contrôle révèlent que les dommages à l'ADN cellulaire sont trop graves pour être réparés. Dans ce cas, la cellule est censée mourir dans un processus appelé apoptose. Lorsque des oncogènes sont présents, ils peuvent aider la cellule à contourner l'apoptose et à continuer à se diviser. Les nouvelles cellules héritent de l'ADN défectueux ainsi que des oncogènes et peuvent continuer à se diviser en une croissance cellulaire illimitée.

Lorsque les oncogènes aident les cellules à se diviser malgré la présence de signaux d'arrêt, les cellules peuvent se développer très rapidement en une petite tumeur. De telles tumeurs ne sont pas dangereuses en elles-mêmes car elles n'ont pas d'approvisionnement en sang indépendant et les cellules tumorales ne peuvent pas migrer et envahir les tissus voisins. La croissance tumorale et la migration cellulaire provoquant des métastases nécessitent des facteurs supplémentaires pour procéder.

En plus des proto-oncogènes qui aident à réguler la croissance cellulaire, les cellules possèdent également des gènes suppresseurs de tumeurs qui limitent la division incontrôlée des cellules et la croissance inutile des vaisseaux sanguins. Le développement d'un approvisionnement en sang pour la croissance des tissus s'appelle angiogenèse.

Les proto-oncogènes et le suppresseur de tumeur gènes contrôler l'angiogenèse et s'assurer qu'elle ne favorise pas une croissance cellulaire illimitée. Lorsque les proto-oncogènes mutent en oncogènes, ils perturbent les effets des gènes suppresseurs de tumeurs tout en favorisant l'angiogenèse. La tumeur peut alors grossir avec son propre apport sanguin.

Parfois, les oncogènes favorisent non seulement la croissance cellulaire, mais activent également certaines fonctions cellulaires. Pour métastase pour avoir lieu, les cellules doivent migrer à travers les vaisseaux sanguins vers de nouveaux sites et commencer à s'y multiplier. Les oncogènes peuvent activer le comportement migratoire des cellules.

Maintenant, la tumeur peut devenir dangereuse et produire une croissance cancéreuse car elle a son propre apport sanguin et les cellules tumorales peuvent migrer à travers les nouveaux vaisseaux sanguins.

• TRK : Le gène de la kinase du récepteur de la tropomyosine régule le comportement cellulaire dans le système nerveux. Lorsque l'oncogène correspondant est activé, il affecte la croissance et la mobilité des cellules. Ces effets peuvent contribuer à la croissance du cancer.
  
• RAS: La famille de protéines RAS active les gènes qui contrôlent la croissance, la différenciation et la survie des cellules dans tout le corps. Les oncogènes correspondants activent en permanence l'activation de la protéine RAS, entraînant une croissance cellulaire incontrôlée.
• ERK : Les kinases régulées par le signal extracellulaire aident à contrôler la mitose cellulaire et les fonctions cellulaires au début de l'interphase. Les oncogènes correspondants aident les cellules avec la réplication de l'ADN et travaillent parfois avec les oncogènes RAS.
• MYC : La famille de gènes MYC est constituée de proto octogènes qui régulent la transcription de l'ADN en ARN. Lorsqu'ils sont activés en tant qu'oncogènes, ils activent de nombreux gènes, y compris ceux qui favorisent la croissance cellulaire, et ils peuvent contribuer à la formation de tumeurs.

La formation d'oncogènes à partir de proto-oncogènes mutés n'est qu'un facteur dans la formation de tumeurs cancéreuses malignes. Différents oncogènes doivent travailler ensemble pour favoriser la croissance cellulaire et la formation de nouvelles tumeurs vaisseaux sanguins.

Les gènes suppresseurs de tumeurs doivent être soit désactivés, soit ils peuvent eux-mêmes muter en une forme où ils favorisent la croissance des tumeurs. Enfin, la mort cellulaire naturelle ou l'apoptose des cellules dont l'ADN est endommagé doit être surmontée.

Lorsque tous ces facteurs sont réunis, les oncogènes aident d'abord les cellules défectueuses à se transformer en petites tumeurs. Ils favorisent alors la formation de vaisseaux sanguins par angiogenèse et permettent à la tumeur de se développer davantage. À ce stade, le cancer est toujours localisé et ne s'est pas propagé aux tissus voisins ou à travers les vaisseaux sanguins.

Pour qu'un cancer malin se développe, les cellules tumorales ont leur fonction de migration activée par les oncogènes correspondants. Désormais, les cellules tumorales peuvent migrer dans les tissus adjacents et se métastaser dans tout le corps pour produire de nouvelles tumeurs. À ce stade, les oncogènes ont contribué à produire un cas de cancer malin.

Les oncogènes humains peuvent provoquer le cancer par mutation de gènes normaux. Les cancers courants comprennent le cancer du poumon, le cancer du sein, le cancer colorectal et le cancer de la prostate. Les cellules cancéreuses humaines se propagent par prolifération cellulaire tandis que la thérapie contre le cancer essaie de contenir la croissance tumorale et la métastase par chimiothérapie et radiothérapie.

La recherche sur le cancer se concentre sur la personnalisation du traitement pour tuer les cellules cancéreuses particulières de la tumeur du patient. Étudier la biologie moléculaire au niveau des cellules cancéreuses et voir comment l'expression du gène conduit au cancer de chaque patient individuel permet la personnalisation du traitement spécifique au cancer du patient et la réduction des effets secondaires.

À la suite de ces stratégies de traitement, les taux de mortalité par cancer chez l'homme ont chuté alors même que les cancers humains sont devenus plus fréquents.