Les cellules, l'univers de l'infiniment petit

La cellule est la plus petite unité qui compose notre organisme. Nous avons plus de 100.000 milliards de cellules et pas moins de 200 types différents. Chaque type cellulaire forme un organe en particulier (les cellules pulmonaires forment les poumons, les cellules pancréatiques forment le pancréas…) et au sein même des organes, les cellules se spécialisent en une fonction. Zoom sur cette unité structurale et fonctionnelle du vivant.

La rédaction d'AlloDocteurs
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Rédigé le , mis à jour le
Les cellules, l'univers de l'infiniment petit

La structure de la cellule

Benoît Thevenet et Michel Cymes expliquent la division cellulaire.
Benoît Thevenet et Michel Cymes expliquent la division cellulaire.

Malgré une grande diversité de formes, de tailles et de fonctions, on retrouve dans presque toutes les cellules, les mêmes éléments. Et pour les découvrir, il faut imaginer la cellule comme une sorte de petite usine. Une petite usine aquatique, puisqu'elle est remplie d'un liquide : le cytoplasme.

Comme dans toute usine, il faut un centre de commande : un noyau. Ce noyau renferme l'ADN, un code de 30.000 gènes, une sorte de recueil d'instructions et de différentes recettes. Une recette qui est tout d'abord copiée, puis envoyée sous forme de message à l'extérieur du noyau pour rejoindre ces toutes petites unités d'assemblage sous forme de boules, ce sont les ribosomes. Ils déchiffrent le message et assemblent les protéines. Ces protéines sont ensuite activées dans l'appareil de Golgi avant d'être expulsées de la cellule. Certaines de ces protéines joueront le rôle d'enzyme tandis que d'autres seront des hormones.

Pour produire autant, cette usine a besoin d'énergie. Chaque cellule possède donc plusieurs centrales : ce sont les mitochondries. Elles produisent de l'énergie à partir du glucose et en présence d'oxygène. Des éléments nutritifs qui entrent dans la cellule par de petits pores au niveau de la membrane. Enfin, toute cette productivité engendre de la casse, la cellule doit être régulièrement nettoyée : c'est le rôle des lysosomes, une sorte "d'éboueurs cellulaires". Ils détruisent les déchets.

Les cellules ont une activité intense et leur durée de vie est limitée. Mais heureusement, elles sont régulièrement remplacées par de nouvelles cellules. Un renouvellement rendu possible par à un mécanisme de division qu'on appelle la mitose. Le principe est simple : chaque cellule mère se divise pour donner deux cellules filles exactement identiques, puis chaque cellule fille se divise en deux et ainsi de suite…

Les cellules : toute une histoire

L'incroyable histoire des cellules
L'incroyable histoire des cellules

La cellule est un monde en soi. Il a fallu plusieurs siècles pour que les scientifiques identifient et décryptent le fonctionnement de cette petite usine, et ce, grâce à des instruments microscopiques de plus en plus précis.

Un oeuf de grenouille se divise en deux cellules, puis en quatre, puis en huit… jusqu'à donner plusieurs milliers de cellules formant le futur têtard. Avant de pouvoir observer ce fascinant mécanisme de divisions cellulaires, il a fallu plusieurs siècles de tâtonnement.

C'est au XVIIè siècle que les premiers microscopes dévoilent le vivant. Le scientifique anglais Robert Hooke regarde une écorce de liège et appelle cellules, les petits compartiments qui apparaissent. Quelques années plus tard, le Hollandais Leeuwenhoek observe à l'aide de verres grossissants des micro-organismes qu'il baptise animalcules.

Au XIXè siècle le botaniste Matthias Schleiden et le biologiste Theodor Schwann observent chacun de leur côté la constitution des cellules. Tous les deux ont émis la théorie que la cellule était fabriquée par un noyau. Mais sur ce point les deux scientifiques se trompaient. Leur théorie sera rectifiée par l'Allemand Robert Remack. Pour lui la cellule ne nait pas spontanément du noyau, mais vient d'une autre cellule. On détaille alors le mécanisme de la mitose, la division cellulaire, dessinée de façon extrêmement précise par l'Allemand Walther Flemming en 1879.

La découverte des chromosomes lance la génétique qui se développe au XXè siècle. Dans les années 50, l'arrivée du microscope électronique et ses grossissements spectaculaires viennent encore révolutionner la connaissance de la cellule. Depuis quelques années, le développement des caméras numériques et de la biochimie ont permis d'observer la cellule vivante. On peut suivre désormais en temps réel le comportement de molécules à l'intérieur même d'une structure cellulaire.

Thérapie cellulaire : l'espoir d'une médecine régénérative

Les cellules souches intéressent beaucoup les chercheurs.
Les cellules souches intéressent beaucoup les chercheurs.

Les cellules ont la capacité à se diviser mais elles ont aussi la capacité à se spécialiser. Tout commence avec la fusion d'un spermatozoïde et d'un ovocyte. L'embryon se forme et au départ toutes ses cellules sont identiques. C'est ce qu'on appelle les cellules souches embryonnaires. Elles sont dites "pluripotentes", car elles sont capables de se différencier en n'importe quel type de cellule pour former les différents organes (peau, cerveau, cœur…).

Les cellules souches embryonnaires sont une piste prometteuse pour le traitement de certaines maladies. On parle de thérapie cellulaire. Depuis 15 ans, une équipe de l'Inserm s'intéresse à l'insuffisance cardiaque. Son idée est de remplacer les cellules mortes du coeur, conséquence d'un infarctus par exemple, par des cellules souches cardiaques.

En France, la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines est très encadrée. L'embryon étant considéré comme une personne potentielle, c'est le principe de l'interdiction qui prévaut. Mais la loi de bioéthique de 2011 a instauré la possibilité de dérogations exceptionnelles, accordées par l'Agence de biomédecine au cas par cas. Ces recherches ne sont autorisées que si elles sont "susceptibles de permettre des progrès thérapeutiques majeurs" et s'il n'existe pas de "méthode alternative d'efficacité comparable".

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