Limite de Hayflick - Limitation de la duplication des cellules à 52
Limite de Hayflick
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La limite de Hayflick a été découverte par Leonard Hayflick (en) en 1965. Hayflick avait observé que des cellules en division (mitose) dans une culture cellulaire ne se divisaient que 50 fois avant de mourir. Quand des cellules approchaient cette limite, elles montraient des signes de sénescence.
Enjeux et mécanisme
Mis à part pour les cellules HeLa, il a été constaté, pour chaque type cellulaire différencié de l'organisme humain, une limite au nombre de fois qu'une cellule peut se diviser. Il en est de même pour les autres organismes. Cette limite varie en fonction du type cellulaire, et plus encore en fonction du type de l'organisme. La limite pour l'homme se situe aux environs de 52. Cette limite a été reliée au raccourcissement des télomères, une région à l'extrémité des chromosomes par Alekseï Olovnikov.
Cette limite est supposée être l'une des causes du vieillissement, et si le raccourcissement des télomères pouvait être ralenti ou empêché il deviendrait possible d'augmenter l'espérance de vie. Beaucoup de recherches se font dans ce domaine.[réf. nécessaire]
Les cellules souches ne sont pas, par définition, complètement différenciées. Nombre d'entre elles s'avèrent capables, pendant toute la durée de vie de leur organisme-hôte, de donner naissance à de nouvelles cellules, et ce sans limitation. Elles constituent donc une exception remarquable à la limite de Hayflick qui affecte entre autres organismes, ceux des humains. Alors que la production permanente de cellules filles par les cellules-souches semble évidente dans des tissus à remplacement rapide, comme la peau et les cellules sanguines, des cellules-souches existent pourtant, sous une forme ou une autre, dans chaque tissu du corps humain même si elles n'existent qu'à l'état de cellules dormantes.
Les cellules cancéreuses constituent l'autre exception remarquable à la limitation de la division cellulaire. On pense[Qui ?] que la limite de Hayflick aurait pour principale fonction d'empêcher l'apparition de cancers[réf. nécessaire]. Si une cellule devient cancéreuse alors qu'elle approche sa limite de Hayflick, elle ne sera capable de se diviser qu'un nombre limité de fois. Une fois cette limite atteinte, la tumeur ainsi formée ne pourra plus s'étendre et les cellules qui la constituent finiront par mourir. Les cancers ne deviennent problématiques que si les cellules qui le constituent ont trouvé le moyen de contourner la limite de Hayflick. De telles cellules sont appelées « cellules immortelles ». Ces cellules immortelles finissent quand même par mourir, mais l'ensemble des cellules rendues immortelles n'est pas limité quant au nombre de divisions cellulaires pouvant se réaliser en son sein.
Voir aussi
Alekseï Olovnikov
Alekseï Matveïevitch Olovnikov (en russe : Алексей Матвеевич Оловников), né le 10 octobre 1936 à Vladivostok, est un biologiste russe connu pour son hypothèse télomérique du vieillissement.
En 1965, Leonard Hayflick (en) découvre que des cellules en culture possédaient un nombre de divisions limité d’environ 50 fois pour des cellules humaines avant d’entrer en sénescence. Elles n’étaient pas immortelles. Cette observation renforçait l’hypothèse, déjà émise depuis longtemps, selon laquelle le vieillissement serait dû à une baisse de la capacité de prolifération des cellules de l’organisme. Ce phénomène fut baptisé la limite de Hayflick.
En 1971, Alekseï Olovnikov relie cette limite proliférative au raccourcissement des télomères. En effet, les télomères sont des structures dynamiques de chromatine qui sont constituées, par des répétitions non codantes associées à un complexe de protéines spécifiques. Ils se situent à l’extrémité des chromosomes et les protègent contre toute formes de détériorations. Olovnikov propose alors que les cellules perdent une partie de leur ADN télomérique après chaque cycle de réplication jusqu'à une taille critique qui déclencherait un signal d'arrêt de la prolifération cellulaire[1],[2]. La prédiction d'Olovnikov s'est révélée exacte dans la majorité des cellules somatiques humaines du fait de l'absence ou de la faible expression de la télomérase, une enzyme capable de resynthètiser l’ADN télomérique. La perte d'ADN télomérique est estimée entre 40 et 200 nucléotides par division in vitro et entre 15 et 50 nucléotides par an in vivo. Olovnikov émet l'hypothèse télomérique du vieillissement basé sur le raccourcissement des télomères comme cause du vieillissement cellulaire et des organismes. Il propose également que cette dynamique des télomères pourrait être impliqué dans la tumorigénèse.
En 2009, lors de l'attribution du Prix Nobel de physiologie ou médecine aux trois américains Elizabeth Blackburn, Carol Greider et Jack Szostak, pour « avoir élucidé les mécanismes du vieillissement cellulaire », une partie de la communauté scientifique s'est émue de l'oubli d'Olovnikov, l'un des plus imminents pionniers dans le domaine. Vladimir Skoulatchev, doyen de la faculté d'ingénierie biologique de l'Université de Moscou, mentionne lors d’une interview : « Il est dommage que ce chercheur ait été oublié lors de la remise du Prix aux trois chercheurs américains... Il est mondialement connu qu'Olovnikov a été le premier à avancer cette idée, les chercheurs américains ne l'ayant que confirmée. »
Notes et références
- Olovnikov AM. Principles of marginotomy in template synthesis of polynucleotides. Dokl Akad Nauk (SSSR) 1971 ; 201 :1496-9.
- Olovnikov AM. A theory of marginotomy: the incomplete copying of template margin in enzymatic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J Theor Biol 1973 ; 41 :181-90.