LYSE CELLULAIRE: PROCESSUS, CAUSES ET TYPES - LA BIOLOGIE - 2024

La lyse cellulaire est le processus par lequel une cellule se désintègre ou est détruite par la rupture de sa membrane plasmique et / ou de sa paroi cellulaire. Etymologiquement parlant, le mot «lyse» vient du grec λύσις (lire «Lúsis») qui signifie «relâchement», «affaiblissement», «interruption» ou «diminution» (de l'anglais relâchement).

Le résultat de la lyse d'une ou plusieurs cellules est connu sous le nom de «lysat», terme largement utilisé en biologie expérimentale pour désigner le mélange de la membrane plasmique «cassée» et de tous les composants cytosoliques libérés après ladite rupture.

Cycle de vie d'un virus bactériophage (Source: Phage2.JPG: Travail dérivé Suly12: DZadventiste via Wikimedia Commons)

La lyse cellulaire est un processus normal qui peut se produire dans différents contextes et a été largement étudié en relation avec les invasions bactériennes et les «attaques» enzymatiques par des protéines telles que le lysozyme, par exemple.

Expérimentalement, c'est l'une des premières étapes qui sont effectuées pour l'étude de tout élément intracellulaire ou membranaire, pour laquelle il existe de nombreuses techniques différentes, dont la base varie selon le but de l'étude.

Processus

Le processus de lyse dépend principalement du type de cellule considéré. Pour les cellules végétales, fongiques et bactériennes, par exemple, cela commence par la désintégration de la paroi cellulaire.

Pour les cellules animales et / ou les protoplastes de cellules végétales ou bactériennes (cellule sans paroi cellulaire, uniquement membrane plasmique et cytosol), le processus lytique se produit généralement lorsque l'intégrité de la membrane plasmique est affectée, libérant ainsi contenu cellulaire à l'environnement extracellulaire.

La rupture de la membrane cellulaire peut être causée par des enzymes, des détergents, des toxines, par des ondes ultrasonores à haute fréquence ou par des processus mécaniques ou physiques, entre autres.

Les causes

La lyse cellulaire peut se produire en réponse à différentes conditions environnementales, ainsi qu'à des facteurs endogènes ou à des signaux spécifiques.

Dans de nombreuses bactéries, par exemple, la lyse cellulaire peut se produire après une infection par certaines espèces de virus appelés «phages» ou «bactériophages», dans le cycle de vie desquels ils peuvent utiliser le mécanisme de réplication bactérienne pour se multiplier et produire des enzymes lytiques. qui favorisent la «destruction» de la cellule.

D'autres cellules peuvent subir une lyse en raison de la présence de toxines sécrétées par un agent pathogène et, dans un tissu animal ou végétal, par exemple, certaines cellules peuvent être lysées grâce à divers processus de signalisation qui se terminent par la libération du contenu cellulaire dans l'environnement (nécrose).

Types de lyse

Dans la littérature, il est fait référence à différents types de lyse. Certains auteurs les classent selon le «stimulus» ou le facteur déclenchant, tandis que d'autres les classent selon le type de cellule lisse.

Selon le mécanisme qui opère pour réaliser la désintégration d'une cellule, la lyse osmotique, la lyse chimique, la lyse mécanique et la lyse enzymatique ont été définies. Cependant, ces types ont été spécialement définis du point de vue expérimental, de sorte que leur description obéit à des techniques différentes, plutôt qu'à des processus naturels.

En ce qui concerne le type de cellule lysée, cependant, de nombreux auteurs ont inventé des termes tels que «oncolysis», «plasmolyse», «cytolyse», «hémolyse», etc.

L'oncolyse fait référence à la lyse des cellules tumorales ou cancéreuses, soit par des méthodes chimiques ou physiques (traitements médicaux), soit par infection par une souche virale capable de décomposer les cellules. La plasmolyse, par contre, fait référence à un phénomène qui se produit dans les cellules végétales lorsqu'elles sont soumises à des solutions hypertoniques, par lesquelles l'eau à l'intérieur quitte la cellule.

Plasmolyse des cellules végétales (Source: CNX OpenStax via Wikimedia Commons)

Enfin, l'hémolyse est le processus par lequel les cellules ou globules rouges sont lysés, soit par des enzymes spécifiques (hémolysines), soit par la présence de toxines produites par des agents pathogènes, soit par un exercice physique de haute intensité, entre autres.

Lyse osmotique

La lyse osmotique ou «cytolyse» est la rupture de la membrane plasmique due à un écoulement exagéré d'eau du milieu extracellulaire vers le cytosol.

Ce type de lyse est assez courant dans les cellules animales. La raison en est qu'ils n'ont pas de paroi cellulaire comme celle des cellules végétales, des champignons ou des bactéries, ce qui les aide à contrôler le volume cellulaire après l'entrée de liquide en raison des différences osmotiques entre le cytosol et l'environnement environnant.

Lorsqu'une cellule animale est confrontée à une solution hypotonique (soit en raison de fluctuations environnementales, soit dans des conditions expérimentales), elles gonflent, ce qui peut se terminer par leur lyse. Une solution hypotonique est celle qui a, par rapport à l'intérieur de la cellule, une concentration plus faible de solutés, de sorte que l'eau a tendance à "entrer" dans la cellule, cherchant son équilibre hydrique.

En biologie expérimentale, la lyse osmotique ou «choc» est régulièrement utilisée pour casser les cellules afin d'analyser leurs composants internes, en particulier les protéines cytosoliques, les acides nucléiques, etc.

Lyse chimique

La lyse chimique est celle par laquelle la membrane cellulaire est brisée ou désintégrée par l'action d'une substance chimique spécifique. Cela peut se produire dans un environnement naturel, si l'on considère les cellules d'un tissu ou d'un organisme unicellulaire accidentellement exposé à un composé chimique capable d'affecter l'intégrité de la membrane plasmique.

Il est également généralement utilisé dans le contexte expérimental, où des détergents aux propriétés différentes sont utilisés pour affecter la structure fondamentale de la membrane, provoquant la lyse. Elle est appliquée directement ou indirectement, selon le type de cellule en question et dans quel but elle est soumise audit procédé.

Lyse mécanique ou physique

La membrane plasmique d'une cellule peut être rompue expérimentalement par des méthodes mécaniques ou physiques. Ce type de lyse peut également se produire, sous certaines conditions, en milieu naturel, mais expérimentalement, il est réalisé grâce à l'utilisation de:

- Homogénéisateurs à lame pour le traitement de la culture tissulaire ou cellulaire

- Sonicateurs, qui cassent les cellules au moyen d'ondes ultrasonores à haute fréquence

- les presses, qui provoquent la lyse cellulaire grâce à une augmentation progressive de la pression à laquelle un tissu ou un groupe de cellules est soumis

- Matériaux abrasifs qui provoquent des frottements, entre autres

Lyse enzymatique

La lyse enzymatique est une «méthode» biologique de lyse qui peut être artificielle ou naturelle. Dans le contexte naturel, cela peut se produire en raison de différents facteurs, mais il a été spécialement étudié en ce qui concerne certaines protéines à activité enzymatique sécrétées par des bactéries, des champignons et d'autres organismes ou leurs cellules pour lutter contre les infections, par exemple.

En ce sens, le lysozyme a été l'une des enzymes les plus étudiées. On le trouve dans certains tissus végétaux, dans le blanc des œufs, ainsi que dans le foie, le cartilage, la salive, le mucus, les larmes et de nombreuses cellules de la lignée hématopoïétique des humains et d'autres animaux.

La capacité lytique de cette enzyme réside dans son activité hydrolytique sur les liaisons glycosidiques du peptidoglycane, qui est l'un des polysaccharides les plus abondants dans la paroi cellulaire des bactéries.

D'autres enzymes courantes dans la nature et dans l'industrie ou dans le cadre expérimental sont les mannanases, les chitinases, les ananasses, les glucanases et similaires, qui agissent dans la désintégration de la paroi cellulaire des champignons et des levures, pour n'en nommer que quelques-uns.

La lyse provoquée par les enzymes virales est également un type de lyse enzymatique, puisque les bactériophages qui infectent les bactéries produisent des «lysines» qui cassent la membrane et la paroi cellulaire bactérienne.

Expérimentalement, certains auteurs considèrent que les protéases internes et d'autres enzymes hydrolytiques typiques du cytosol peuvent être utilisées pour la lyse enzymatique d'autres cellules, ce qui se produit également lorsque, dans un tissu, un ensemble de cellules meurt de nécrose et libère leur contenu interne vers le milieu environnant, provoquant la lyse des cellules adjacentes.

Références

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