AUTRE CONCEPTION DE L'ACTION DE LA COLCHICINE

Au cours de nos lectures, nous avons pu constater que la plupart des auteurs n’admettaient pas sans de pru-

dentes réserves l’existence d’une excitation de la prolifération cellulaire. Qu'il s'agisse de poisons, de radiations ou même d’auxines, il est très difficile d’apporter les preuves de cette stimulation et encore celles-ci sontelles fragiles.

Essayons de voir si on peut expliquer autrement les faits observés.

a) Le mot qu’il faut prononcer ici est celui d’accumulation. S’il y a dans les coupes, les frottis ou les étalements, un nombre si considérable de caryocinèses et si ce nombre s’aceroît à mesure que de nouvelles cellules entrent en division, c’est que ces dernières y restent longtemps, autrement dit que le mécanisme de la mitose est fortement ralenti ou arrêté. Les images de Dusnin peuvent s'expliquer aussi bien par un retard ou une inhibition que par une excitation;

b) Cette accumulation n’est pas indéfinie. Elle peut s’arrêter, soit parce que la drogue a cessé d'agir, soit parce que les cellules qui restent ne peuvent plus se diviser (cas des organes très différenciés), soif parce que les prophases elles-mêmes finissent par s'arrêter ;

c) Si ces prophases restent en quantité normale où subnormale, l'accumulation apparaît, mais si elles diminuent ou disparaissent, l’accumulation cesse à partir du moment où elles deviennent insuffisantes en nombre. C’est ainsi qu’on peut expliquer ce résultat, en apparence paradoxal, de l’action en apparence moins énergique des doses les plus fortes.

Pour le moment, nous n’apportons pas de preuves. Celles-ci viendront à leur moment. Mais nous voulons,

dès maintenant, faire entrevoir par anticipation com-

ment le problème peut se résoudre. Et nous comprenons ainsi pourquoi tous les organes ne sont pas également atteints (sensibilités différentielles), pourquoi les doses fortes n’agissent pas aussi bien que les doses moyennes et pourquoi l’action d’accumulation s’arrête assez rapidement.

IT. - Analyse plus détaillée du mode d'action

1° Variations de la porte d’entrée et variations apportées aux expériences

a) La voie sous-cutanée a été utilisée par la plupart des expérimentateurs comme étant la plus commode. Mais elle agit lentement ;

b) La voie intra-veineuse est beaucoup plus rapide. Employée chez la Souris par ViLrer, elle a pu donner des anomalies mitotiques un quart d’heure à 20 minutes après l’injection, ce qui est très précieux, puisque cela permet d’éliminer à coup sûr les modifications que la colchicine peut subir à l’intérieur de l’organisme ;

c) La voie intra-péritonéale est très utile chez de petits animaux, des Batraciens, par exemple. Elle a été délaissée au début par Dusrin, en raison des objections théoriques, dues aux réactions propres de la séreuse péritonéale. Ces objections ont été dépassées ;

d) La voie transcutanée par. frictions, onctions, pommades, à été utilisée par Lrrs et a montré d’une part que la diffusion dans tout l'organisme se faisait aussi bien par cette voie (puisque le thymus et l'intestin sont le siège d’un choc caryoclasique assez net), et, d’autre part, que la peau est sensible à la colchicine, surtout

dans sa couche germinative et ses follicules pileux. Par- ‘ticularité assez remarquable, l’agglutination des chromosomes dans les figures de division n’apparaît pas dans l’intestion. Au contraire, ceux-ci restent dissociés et « poudreux » ;

e) La voie entérale agit aussi bien sur le foie (cellules de Küppfer surtout), où l’on trouve des mégacaryocytes, que sur l’intestin, qui nous montre un grand nombre de mitoses ; l’activité divisionnelle est nettement allongée dans le temps à l’intérieur de l’épithélium digestif ;

f) L’ionophorèse, pratiquée par Ickowrez, pour les arsenicaux et les sels de nickel ou de cobalt, n’a pas été

utilisée pour la colchicine.

2° Variations du solvant

Les solutions employées sont généralement des solutions aqueuses. Mais comme la colchicine diffuse assez rapidement dans, l’organisme, il reste la possibilité, pour augmenter son action locale aux dépens de sa diffusion, d'utiliser des solutions huileuses. Nous y reviendrons plus loin.

Enfin, il est possible de se servir de colchicine en poudre en applications externes.

3° Variations d’une solution de colchicine en fonction du temps et de l’exposition à la lumière.

La solution aqueuse de colchicine obéit aux lois générales des transformations spontanées subies par beaucoup de corps chimiques dissous. Primitivement incolore, elle ne tarde pas à devenir légèrement. jaunâtre, sous l’action du temps et de la lumière.

Dans cette solution ainsi dénaturée, Jacogs est parvenu à isoler un nouveau produit à l’état pur, qu’il a pu obtenir par ailleurs sous l’action de l’oxygène ou de l’ozone naïssants. Cette substance amorphe, rouge brun, soluble dans l’eau et l’alcool, mais moins dans le chloroforme que la colchicine, précipite de ses solutions plus facilement par l’éther de pétrole.

Il s’agit de l’oxy-di-colchicine, de forme (C??H25NO°), nouvel alcaloïde physiologiquement beaucoup plus actif sur la Grenouille. Au lieu de 30 à 50 mgr. de colchicine, il suffit de 5 mgr. d’oxy-di-colchicine pour aboutir à une intoxication mortelle, analogue à celle qui est provoquée par la vératrine. Maïs chez l’homéotherme, au contraire, l’action des deux corps est sensiblement la même, d’où l’hypothèse émise par Jacogs que la colchicine agit sur les animaux à sang chaud en se tranformant en oxy-di-colchicine. Or, on trouve le dérivé oxydé dans le rein des Mammifères après perfusion, non dans celui de la Grenouille après injection. Mais si on porte les Grenouilles à l’étuve, elles manifestent immédiatement des signes d’intoxication grave, regressant si on les remet à la température normale.

Si on utilise les oxydants plus énergiques, tels que le mélange acide chromique ou iodure de K + acide sulfurique, on peut obtenir de l’oxy-colchicine beaucoup moins active que la colchicine elle-même.

D’autres dérivés ont été étudiés, que l’on trouvera dans les travaux de Jacoës, Fuaxer et Lrpps. D'une façon générale, ils perdent leur activité quand ils sont désacétylés ; d’autre part, on ne peut attribuer aucune action directe au noyau phénanthrène, qui se montre inactif quand il est isolé.

De l’étude des modifications de la solution aqueuse par vieillissement, nous sommes donc ramenés aux modifications de la structure chimique de la coichicine et nous arrivons à l’étude des dérivés voisins de celleei, qui apparaissent dans cette solution dans des conditions complexes.

Par hydrolyse, on obtient la colchicéine de formule C2H2N0;, plus active que la colchicine. :

Voici les conclusions très importantes de Lits concernant cette série de dérivés :

a) Le pouvoir de la colchicine sur la mitose décroît avec le vieillissement ;

b) Il décroît d’autant plus vite que la solution est exposée à la lumière;

c) Il augmente d’abord pendant les deux premières semaines ;

d) Pendant la première semaine, cet accroissement est indépendant du procédé de conservation ;

e) La différence entre la colchicime exposée et non exposée s'affirme après la seconde semaine, elle est très nette à la fin de l’expérience;

f) Une solution conservée 13 mois à l’abri de la lumière a perdu 20 % de ses propriétés vis-à-vis du thymus et 50 % pour la rate;

g) Cette solution, non exposée, se stabilise aux environs de la cinquième semaine;

h) La colchicéine est plus active que la colchicine vieillie et exposée;

i) L'action tardive de la colchicine exposée à la lumière sur la mitose est moins atteinte que son action rapide jusqu’à la cinquième semaine ;

3) Le thymus reste l’organe le plus sensible.

Les conséquences pratiques de ces observations sont importantes: d’une part, il est du plus haut intérêt de n’utiliser dans les expériences que des solutions fraiches, ainsi que d’ailleurs en thérapeutique humaine ; d’autre part, il faut dire qu'après plusieurs mois de conservation à la lumière, la colchicine fait encore apparaître un choc caryoclasique important,

Notons enfin que la colchicéine, plus active que la col-

chicine vieillie, l’est moins que la solution fraîche (Lars).

4° Variations du matériel biologique utilisé Action sur les animaux

1° Protozoaires et Protistes

L'étude des êtres unicellulaires pouvait apporter à priori des renseignements précis sur la manière dont se comporte le toxique sur des organismes très simples.

À) FrAGELLÉS.

a) Travaux de Gavaupax et KoBozrerr sur Chlamydomonas sp.

Chez ces êtres, dont la multiplication se fait par formation de sporanges et dont les auteurs ont étudié la Sporulation, on retrouve après action de doses élevées (0,5 et 1 p. 1000) des altérations qui sont à rapprocher de celles qu’on observe chez les Végétaux et qui s ’éloignent par conséquent de celles des animaux plus élevés en organisation. Quoique les doses utilisées aient été destinées à observer l’arrêt de la caryocinèse, on aboutit à des altérations assez ménagées : on retrouve l’altération du fuseau, les troubles de la division nucléaire avec

inégalité de répartition de la chromatine et les troubles de la cytodiérèse, qui aboutissent à une inégalité de répartition des inclusions cytoplasmiques. Les spores formées à la suite de ces divisions sont inégales de volume, en nombre parfois moins élevé et peuvent présenter des ponts de chromatine entre leurs noyaux.

b) Travaux de VANDENDRIES et GAVAUDAN SUr Euglena gracilis. -

Les auteurs, ayant utilisé les mêmes doses, n’ont observé aucune action sur les cultures.

B) Levures. — Saccharomyces cerevisie.

a) O.-W. RicHarDs (1938).

Avec des doses très diverses, échelonnées de 1/1000.000° à 1/2 pour 100, cet auteur à travaillé dans des sens divers:

1) En espérant voir plus facilement des mitoses dans les levures en bourgeonnement (car on n’est pas certain d’avoir pu observer chez ces êtres unicellulaires une division analogue à la caryocinèse). Cet espoir a été déçu.

IT) En cherchant si la colchicine stimule le développement des levures, développement qui aurait été obtenu avec certaines doses (1 pour 100).

b) C.-M. Laur (1933).

Le noyau des levures étant petit et difficile à mettre en évidence, l’auteur a utilisé la méthode de simples numérations des spores dans les asques. Etudiant ainsi la levure, à la fois en milieu d’inanition (sporulation) et en milieu de nutrition normale, il n’a observé ni activation de la vitalité, ni excitation de la sporulation en

général, ni gigantisme cellulaire, ni dégénérescence graisseuse (qui pourrait se voir chez les levures).

c) Gavaupax (1939) avec des doses variant de 1/100° à 1/1000°, n’a obtenu aucun effet.

RicHarps et Gavaupan estiment tous deux que ces résultats n’ont d’ailleurs aucune valeur probante, par ce que la colchicine peut être utilisée ici comme aliment et dégradée par ces êtres très simples, parce que des substances neutralisantes ou insolubisantes peuvent apparaître dans le milieu, ou parce que la levure possède peut-être un mode de division plus simple que la mitose.

C) BacTÉRIES.

a) VENDENDRIES et GAVAUDAN ne constatent pas d’inhibition du développement.

b) OBaToN,

expérimentant, sur Phatobactérium phosphoréum, bactérie lumineuse émettant une lumière verdâtre en présence d’oxygène, fait des constatations plus intéressantes. Il se sert de bouillon additionné de colchicine dans la proportion de 0,05 pour 100.

Il observe une évolution accélérée dans le tube contenant de la colchicine et l’apparition dans ce même tube d’une luminescence, plus rapidement que dans les témoins.

Que se passe-t-il? Le toxique accélère-t-il le développement ou excite-t-il seulement le pouvoir lumineux? Si la première hypothèse est la bonne, les bactéries doivent être plus nombreuses ; or, elles le sont. Là aussi, il est permis de penser que l’alcaloïde agit peut-être

indirectement, en modifiant le milieu de culture, ou comme un aliment pour les bactéries.

I1 faut donc retenir de cette expérimentation sur des êtres inférieurs qu’elle ne peut nous apporter aucune idée décisive sur la question. C’est d’ailleurs un matériel peu favorable à l’étude de la division cellulaire.

2° Métazoaires

Il en est autrement des Métazoaires.

A) Invertébrés. — Chez des Mollusques pulmonés Stylommatophores (Helix hortorum et Arion Rufus), Lrrs a observé des cinèses dans l’intestin et le syermoviducte, ainsi que dans l’épithélium digestif cilié.

Cette expérience n’a d’autre intérêt que de montrer la généralité de l’action sur la mitose.

B) Amphibiens. — La plupart des Batraciens constituent un excellent matériel, en raison du grand nombre d'individus que l’on peut se procurer, de la facilité de leur étude, de la grosseur de leur cellule et de la lenteur de sa division. DeLcourT, puis BUREAU et VILTER ont étudié le comportement de la larve d’Amblystoma ou Axolotl. C.-M. Laur a étudié l’action sur des œufs et des têtards de Rana. Nos recherches personnelles ayant été faites grâce à des Batraciens, nous reviendrons par la suite sur cette question.

C) Oiseaux. — Le Pigeon a servi aux endocrinologistes américains LEBLonD et ALLEN, pour étudier l’action de la prolactine sur le jabot, l'embryon de Poulet, aux travaux de tératologie expérimentale d’Axncez, et S. LALLEMAND, DE Parr. Enfin, Arvy et Cariproit ont étudié l’action de l’alcaloïde sur des Poules, après

déplumage, quinze jours auparavant, l’une région limitée du dos.

Retenons seulement, en raison de leur caractère un peu spécial, les travaux de ces derniers auteurs. Avec des doses fortes (1200 mgr. par kilog. de poids corporel), répétées deux fois, la première injection est suivie de chute des premiers bourgeons survenus après arrachage des plumes ; à la deuxième, les bourgeons de remplacement sont déjà en voie de formation et l’extrémité des plumes blanchit. Avec des doses moyennes (750), la colchicine déclenche une mue généralisée chez un animal castré et splénectomisé. Avec des “doses faibles (550 y), un seul des animaux présente des modifications de plumage: ses plumes sont plus grèles, le pigment y est plus réduit, leur forme est anormale. Ces troubles de la mélanogénèse n’ont pas reçu d’explication.

La toxicité générale de l’alcaloïde est beaucoup plus forte pour les Oiseaux que pous les Batraciens, mais moins forte que pour les Mammifères.

D) Mammifères. — Ce groupe a fourni à Dusrin Ja plus grande partie de ses animaux d’expériences, sous forme de Souris. Basrexté et ZvyLBErszac ont utilisé des Cobayes. Les réactions des Mammifères changent peu, suivant l’espèce considérée.

5° Variations du matériel biologique utilisé Action sur les Végétaux

Dusrix, lui-même, a eu, dès 1937, l’idée d'utiliser les Végétaux comme matériel d’expériences, se rappelant que les alcaloïdes ont été parfois considérés comme des phytohormones (Havas) et qu’ils se localisent volontiers dans les zones germinatives. Comme chez les animaux,

sl déaéeil. …

il interprète les faits comme dus à l’activation de la division par la colchicine, bien que son action soit suivie indiscutablement d’arrêt et de stérilisation de la zone germinative; il remarque aussi que les doses fortes arrêtent la croissance et que les chromosomes restent individualisés, sans s’agglomérer, comme chez les Vertébrés à sang chaud.

La même année, Gavaupan, faisant les mêmes expériences et employant des doses relativement fortes (0,20 pour 1.000), par rapport à celles de Dusrix, constate des anomalies mitotiques nombreuses et précises, sans signes de stimulation; il conclut que l’action excitomitotique de l’alcaloïde reste à prouver.

Plus volumineuse et de structure plus facile à observer, la cellule végétale se prête mieux que la cellule animale aux études de cytologie fine. Rien d'étonnant à ce qu’on ait pu, en utilisant ce matériel biologique favorable, apporter de très importantes notions sur le mode d’action de la colchicine et préciser le détail de son mécanisme. C’est pourquoi les recherches faites sur les Végétaux ne peuvent absolument pas être dissociées des autres, et d’ailleurs leurs conclusions ont été de la plus haute importance pour la suite de l’expérimentation.

D’innombrables auteurs ont, après Dusriw, utilisé la cellule végétale ; citons seulement, en France, GAVAUDAN, qui a bien décrit les anomalies nucléaires; Maxcexor et GarriGques, dont la méthode statistique a permis de mieux préciser les modifications des phases mitotiques ; BLaKkEesLee, qui a étudié la polyploïdie expérimentale et ses applications pratiques; SIMONET, qui a comparé la colchicine a de nombreux corps chimiques plus ou moin: voisins; Lerèvre, DuHAMET, PIETTRE, ViLLars.

Les procédés utilisés pour mettre en contact le toxique avec les cellules végétales ont beaucoup varié : immersion de racines ou de graines dans une solution de colchicine dans du liquide de Knop, badigeonnage des tiges ou des inflorescences avec une solution aqueuse, onction avec une pommade ou une pâte, injections intratissulaires, tout a été essayé. Mais la plupart des travaux se rapportent soit à l’accroissement de la tige, soit à la germination de la graine, soit à l’action sur les cellules mères des grains de pollen.

Si nous prenons l’exemple des racines, habituellement placées dans une solution colchicinée de titre variable, voici ce que l’on observe :

1° Macroscopiquement, la croissance des racines est retardée, mais non arrêtée, comme le prouve la continuation de l’absorption d’eau; une augmentation de volume de la zone subterminale, qui gonfle cette région à la manière d’une tumeur, est un fait assez constant, qu’il faut se garder d’interpréter comme dû à une action stimulante sur le développement cellulaire.

2° Mais les constatations microscopiques sont plus importantes. Voici comment on peut les schématiser, d’après l’ensemble des auteurs qui ont étudié cet intéressant problème.

À) Action sur le nombre des mitoses

Après une courte phase où il est normal, le nombre des mitoses observées chez les végétaux colchicinisés baisse régulièrement et son pourcentage diminue, par rapport au nombre total des noyaux. L'activité cinétique n’est donc pas accélérée, mais progressivement réduite.

B) Action sur la prophase

À de certaines doses tout au moins et au début de l’action, le nombre des prophases augmente, de sorte qu’on peut se demander si la colchicine n’a pas agi, comme le veut Dusrin, en provoquant dans un premier temps l'entrée en division des cellules qui y étaient prêtes. L’augmentation du nombre (relatif) des prophases, qui s’abaissera par la suite, peut tout aussi bien s’expliquer par un allongement de leur durée, ce qui fait apparaître dans le champ microscopique un plus grand nombre de ces phases au même moment. C’est d’ailleurs l’opinion de Gañkiques, par exemple. Mais l’action du poison est ménagée, lente et progressive, l’inhibition n’est certainement pas instantanée. Ces prophases dont d’aspect parfaitement normal, et il n’est pas possible d’observer des anomalies de leur aspect morphologique.

C) Action sur la métaphase

Alors que la métaphase est un des stades les plus brefs dans les conditions normales, c’est elle, ou du moins un état très analogue de la cellule, qu’on rencontre avec la plus erande fréquence dans les noyaux en mitose colchicinique. Les stathmocinèses sont en nombre si élevé qu’il ne peut exister aucun doute sur l’action du blocage atteignant son maximum au moment de la prémétaphase. À ce stade, les chromosomes sont disposés sans ordre dans une zone voisine de l’équateur, mais sans l’aspect étoilé de la plaque équatoriale, ils sont associés par paires, tantôt rigoureusement parallèles, tantôt séparés par incurvation de leurs extrémités, tantôt en X, en Ÿ ou en croix, fait que GAFAUDAN

explique par l’accentuation de la constriction cinétique par le toxique. Enfin, ils sont raccourcis, contractés et épaissis; le fuseau est toujours absent. .

D) Action sur la télophase

Des trois éventualités qui se présentent pour une cellule en stathmocinèse, la plus fréquente chez les Animaux, la dégénération du noyau, s’observe moins souvent chez les Végétaux. Peut-être faut-il attribuer ce fait à la moindre toxicité pour ceux-ci d’une substance d’origine végétale, qui a pu être considérée, nous l’avons vu, comme un véritable « phytohormone ».

Aussi les conditions habituelles de la reconstitution du noyau sont-elles représentées soit par la formation d’un seul noyau polyploïde, soit par la naissance de deux noyaux-fils plus ou moins anormaux.

a) Formation d’un noyau polyploïide.

Le noyau se reconstitue par alvéolisation des chromosomes sur place. C’est ce qu’on appelle la « stathmotélophase », caractérisée par la persistance de la forme des chromosomes déjà alvéolisés, de sorte que la fin de la division, si anormale à tant d’égard, subit en outre un ralentissement, qui la rend plus ou moins incomplète. Le noyau reconstitué est irrégulier, polylobé, profondément incurvé et comme déchiqueté. Comme il s’est reformé avec des chromosomes déjà clivés pour une impossible anaphase, il contient un stock double de . chromatine nucléaire: il s’agit donc d’un noyau tétra- : ploïde au moins. Si des mitoses, analogues à Ja premuère, doublant chaque fois le nombre des chromosomes, arrivent à se succéder dans le temps, grâce à une action toxique prolongée, on conçoit que la quantité de chro-

matine peut augmenter presque indéfiniment et l’on peut obtenir des monstruosités nucléaires du type octoploïde et des noyaux géants.

b) Formation de deux noyaux plus ou moins anormaux.

Gavaupan a décrit des pseudo-anaphases en auadrilatère, en couronne, en corbeille, qui aboutissent, au moment de la reconstitution nucléaire, soit à un seul noyau annulaire ou en croissant, soit à deux noyaux unis: d’autres fois, les deux groupes de chromatine sont bien invididualisés, mais un pont de substance nucléaire se trouve formé par des chromosomes attardés au voisinage de l’équateur, et l’on obtient ainsi des noyaux réunis par un pont plus ou moins large, d’où les aspects d’amitoses (ou de pseudo-amitoses), décrits par les auteurs.

Enfin, dans ces diverses éventualités, on observe des nucléoles nombreux et parfois monstrueux, ce qui confirme la théorie de Herrz sur le rapport étroit qui existe entre la fixité des chromosomes et la genèse des nu-

cléoles.

E) Action sur la taille et la forme des noyaux

Malgré la diminution de l’activité mitotique et peutêtre à cause d’elle, le volume des noyaux quiescents augmente d’une façon régulièrement progressive, jusqu’au 7° jour, où elle se stabilise. La colchicine agit donc en arrêtant la prolifération des cellules, mais ni leur hypertrophie, ni leur allongement, d’où persistance de la croissance et tuméfaction de la racine.

F) Généralités sur le mécanisme d’action

Aussi résumée qu’elle soit, cette rapide revue de l’action de la colchicine en cytologie végétale nous apporte des renseignements très intéressants. De nombreux auteurs ont suggéré qu’elle arrête la formation du fuseau en empêchant les changements de viscosité du protoplasme. Nous verrons comment l’étude d’autres carbures mito-inhibiteurs nous donnera des précisions sur ce point. D'ores et déjà signalons que l’imhibition du fuseau de caryocinèse et le trouble apporté à la division protoplasmique ou cytodiérèse sont des faits connexes, en relation tous deux avec des modifications des propriétés physiques du gel cytoplasmique. La conception de BaraiLLoN sur le mécanisme de la mitose s’accorde bien avec ces faits. D'après celle-ei, la métaphase, moment de perméabilité cellulaire maximum, est aussi celui où la cellule élimine des déchets et où les chromosomes sont en quelque sorte refoulés dans la région équatoriale, plus fluide que les formations astériennes; ce stade passé, l’action change de sens. Il suffit que cette fluidité plus grande soit prolongée pendant quelque temps pour que l’action de la colchicine s’éclaire. Et remarquons bien que la réfringence d'un halo entourant les chromosomes a été notée par tous les chercheurs. N'est-ce pas l’indice d’une modification de viscosité? GavauDan, Brams et Kinc ont essayé d’appliquer à ce problème la méthode des centrifugations ; ils ont bien observé des différences de poids spécifique entre noyaux et fuseaux, mais, Jusqu'ici, n’ont pu pousser plus loin leur analyse. Enfin, retenons des travaux faits sur les Végétaux que, si la colchicine semble n’avoir aucune action sur le chondriome, en revanche,

LS

LA COLCHICINE ET SON MODE D'ACTION sl

la différenciation cellulaire est accélérée; c’est ainsi que le méristème des racines est transformé en une sorte de tumeur, formée de cellules qui perdent leurs caractères embryonnaires, se différencient comme un tissu quelconque et continuent à se nourrir activement sans se diviser, de sorte qu’elles s’hypertrophient, tandis que la coiffe s’exfolie. Le pouvoir de différenciation s’accentue quand le povoir de division et de prolifération disparaît; c’est une loi biologique générale, qui trouve ici son application.

6° Réflexions sur ces nouveaux faits expérimentaux

Voilà que brusquement les faits s’éclairent, parce que les auteurs qui ont étudié l’action sur la mitose végétale se-sont adressés à un matériel biologique favorable, où l’on pouvait facilement analyser les causes des anomalies obtenues. Les images de stathmocinèse observées par Dusrix étaient done des images d’intoxication trop brutale pour qu’on puisse en déduire un mécanisme particulier d’action.

Cependant, l’absence de fuseau, la présence d’un halo clair autour des chromosmes, mieux encore les différentes variétés d’aspects observés, coïncident avec les images obtenues chez les Végétaux.

Mais pour mieux comprendre l’enchaînement logique des modifications qui empêchent la division de se dérouler normalement, il faut reprendre le problème, en essayant de saisir par de nouvelles expériences les premiers en date des signes d’intoxication cellulaire. Il faut done s'adresser à des animaux chez lesquels la cellule est suffisamment facile à observer et la mitose suffisamment lente, pour qu’on puisse penser en tirer une solution satisfaisante du problème.

7° Nouvelles recherches sur l’action de la colchicine chez les Batraciens :

Les travaux des pharmacodynamistes qui avaient utilisé les Batraciens pour étudier la toxicité de l’alcaloïde, avaient démontré la moindre sensibilité de ces animaux. Mais si Dusrin s’en était servi pour ses premières expériences sur le thymus, il les avait abandonnés ensuite, pour des raisons que nous avons exposées. Cependant, un tel matériel présentait deux avantages majeurs : la grande taille des cellules et la lenteur de la division cellulaire, qui permettaient d’analyser plus facilement le détail des phénomènes.

Deux groupes de travaux ont comblé cette lacune : ceux de DELzcourrT et ceux de Bureau et VILrEr.

A) Travaux de Deccourr

Utilisant d’abord la Grenouille (Rana fusca, Thomas), traitée par une injection d’un 1/2 mgr. de colchicine, dose ‘très élevée si on la compare à celle utilisée chez les Mammifères de poids correspondant. DeLcowrT retrouve un certain nombre de faits décrits auparavant, mais il ajoute aussi des constatations nouvelles et intéressantes.

a) Confirmation des faits acquis.

L’existence d’ondes de mitoses et de pycnoses, particulièrement dans le thymus, les réactions différentielles de l’appareil digestif, où le nombre des divisions observées décroît régulièrement du pylore au cloaque, l’intensité de la réaction colchicinique dans les zones soumises à des stimulations hormonales (callosités chez le mâle en amour), l’absence de mitoses parthénogéniques

dans les ovocytes, alors que l’œuf non fécondé de Rana est si favorable à la parthénogenèse expérimentale, l’augmentation de toxicité par élévation de température, tout cela n’apporte rien d’essentiellement nouveau. :

b) Acquisition de faits nouveaux.

En dehors de la moindre toxicité de l’alcaloïde chez les animaux à sang froid, toxicité que l’on peut d’ailleurs exacerber par la chaleur, c’est surtout l’existence, au début de l’action, d’une phase, durant 10 à 20 heures, pendant laquelle l’activité cinétique fléchit par destruction des mitoses après leur condensation par la colchicine, en même temps qu’apparaissent d’assez nombreuses pycnoses.

À cette phase, fait suite une période d’hypercinétose, ayant son maximum vers le deuxième jour, où les mitoses se montrent en stathmocinèse condensée. Les macrophages reprennent ensuite leurs fonctions de nettoyage des résidus nucléaires. Enfin, une deuxième onde cinétique s’élabore au quatrième jour. Voilà donc que l'effet primordial observé n’est plus l’augmentation, mais la diminution de l’activité divisionnellz et l’exeitation de l’imminence caryocinétique n’apparaîtrait plus qu’en second lieu. C’est le renversement de ia conception primitive proposée par Dusrin. Ajoutous une remarque: si, pendant la première phase, toutes les mitoses sont colchiciniques, c’est-à-dire de type condensé, la seconde phase d’hypercinétose se caractérise par un polymorphisme beaucoup plus grand, où les chromosomes déliés et flexueux, les mitoses pluricentriques, ne sont pas rares.

En essayant de préciser le mécanisme de ces troubles

mitotiques, l’auteur observe que le nombre des figures où les groupes de chromosomes sont dédoublés (c’est-àdire les anaphases), décroît au profit des aspects monastériens, c’est-à-dire que l’aster développe quelques irradiations et reste unique, la plaque équatoriale s’incurvant alors en calotte sphérique, sous-tendue par l’aster. Cette image n’est possible que dans le cas d’une intoxication relativement faible; si l’action toxique est très énergique, la formation du fuseau est totalement inhibée et la chromatine ne peut que dégénérer. D'’ailleurs, ces images ne s’observent qu’avec une dose de 0,25 milligr. de colchicine, doses assez faibles pour la Grenouille.

Les Urodèles se comportent d’une facon un peu différente. Chez la Salamandre adulte se succèdent une baisse graduelle de l’activité divisionnelle (40 premières heures), une première onde de mitoses colchiciniques (43° à 120° heure), une seconde phase hypocinétique avec pyenoses, enfin une 4° phase mitotique à la 180° heure.

L’animal le plus favorable à l’étude du mode d’action est, Sans contredit, l’Axolotl. Cette larve d’Amblystoma Tigrinum Tsch. est, en raison de sa grande taille et des facilités que comporte son élevage, le matériel de choix pour cette étude. Après injection de colchicine, 5! montre d’abord une légère accumulation mitotique pendant les dix premières heures, affectant surtout les organes lymphoïdes (rate, couche lymphoïde du foie). A ce moment, 1l y aurait une abondance anormale de prophases, Ce qui voudrait dire que l’activité du toxique se bornerait à son effet stimulateur. Au cours de la deuxième période, le nombre des prophases diminue un peu, tan-

dis que celui des métaphases augmente progressivement et que l’index mitotique fléchit.

Ce qui frappe surtout l’observateur dans l’examen de ces résultats, c’est l’action de la colchicine sur la rate de l’animal: le nombre des mitoses y est tellement élevé (1480 par champ), les cellules en division tellement serrées, qu’elles constituent la presque totalité des cellules de l’organe, toutes les divisions étant caractérisées par l’absence de fuseau. On peut dire que 90 à 95 % des cellules blastiques sont arrêtées au stade de métaphâse, sans qu’on observe d’altérations plus poussées. Cet aspect de blocage, ces stathmocinèses en masse sont restées accumulées pendant 240 heures et ont pu achever leur cycle aux stades éloignés (190 à 260 heures). En général, chez l’Axolotl, on n’a pas observé l’aspect clasique, comme chez les autres Batraciens.

Reprenant la discussion au sujet du mécanisme d’action de l’alcaloïde, en se basant sur ses expériences, DeLcourrt arrive aux conclusions suivantes :

1° La colchicine n’agit pas du tout sur le chondriome des cellules au repos, mais provoque des modifications brusques de la teneur de la cellule hépatique en lipides ;

2° Elle déclenche « l’évolution brusquée » des cellules en imminence caryocinétique, suivie de destruction pour une partie d’entre elles;

3° La poussée stathmocinétique est trop nettement

disproportionnée avec la vague discrète de pyenoses, pour qu’elle puisse être conditionnée par celle-ci;

L’onde d’hypercinétose est d’autant plus précoce que la dose est plus élevée et que l’animal a été placé à une

température plus haute. Il semble donc se former un dérivé actif qui agit sur les cellules prêtes à entrer en division et dont la formation est favorisée par la chaleur ;

9° L’altération immédiate des cinèses est représentée par la condensation brutale de la plaque équatoriale, conséquence de l’altération du fuseau, elle-même conditionnée par la diminution de l’imbibition du cytoplasme périfusorial.

La présence de vacuoles albuminoïdes entre les fibres du fuseau, la description de figures monoastériennes avec demi-fuseau, qui a été faite par Dercourr, sont données comme preuve de ce mécanisme ;

6” De pareilles altérations doivent aboutir soit à la dégénérescence pycnotique de la cellule, soit à la reconstitution du fuseau, suivie d’une télophase normale. Ce dernier fait peut s’observer évidemment avec des doses faibles ;

7° Les troubles de la mécanique divisionnelle peuvent avoir diverses conséquences, graduées de la manière qui suit: aberrance de chromosomes, dispersion, contraction et fusion des chromosomes, enfin, inhibition totale de la mitose:

8° L’excrétion sphérulaire apparaît ailleurs que dans l’épithélium intestinal et les sphérules restent toujours paranucléaires. C’est done un phénomène général causé par des doses fortes ;

9° Le mâle réagit deux fois plus vivement que la femelle ;

10° Les doses fortes sidèrent la capacité divisionnelle, au lieu de l’exagérer ;

11° Enfin, le nombre vraiment énorme des initoses bloquées dans la rate de l’Axolotl ne serait explicsble que par l’entrée simultanée de nombreuses cellules en division. L'’action excito-mitotique dominerait donc, chez les Urodèles, l’action clasique de la colchicine.

B) Travaux de Bureau et VILTER

Puisque Dercourr avait admis que les Urodèles manifestaient plus nettement les propriétés stimulatrices de l’alcaloïde sur la division, il était naturel de s'adresser à eux pour essayer de résoudre cet important problème de cytophysiologie: la colchicine agit-elle en stimulant ou en inhibant la mitose?

Par ailleurs, puisque le rapport entre les diverses phases mitotiques se trouve troublé, n’est-il pas facile, par des numérations statistiques, de savoir comment se comportent celles-ci pendant les premières heures d'action? Il est seulement nécessaire d'éviter les causes d’erreur, dues à la méthode des coupes. En exposant les conclusions de DELCOURT, nous avons été frappé par des descriptions de figures en demi-fuseau, qui pourraient à la rigueur être dues à une coupe cblique de la cellule considérée. Si l’on utilise des préparations in toto, on peut, au contraire, éviter cette cause d’erreur et d’ailleurs les figures vues au microscope sont ainsi beaucoup plus faciles à observer. La cornée de l’Axolotl est un matériel d’étude commode, qui permettra de préciser les problèmes soulevés par DELcourr.

Voici quelles sont ces précisions :

1° Loin d’augmenter, le nombre total des divisions

commence par diminuer, puis il augmente de nouveau, à mesure que l’accumulation de mitoses bioquées se

fait de plus en plus sentir;

oë L'ACTION DES TOXIQUES DANS LA CELLULE EN DIVISION

2° Le nombre des prophases diminue légèrement, mais il ne disparaît pas avec des doses moyennes, sans quoi l’accumulation de métaphases ne pourrait se faire;

3° Celle-ci suit une courbe ascendante, due à ce que chaque heure qui passe apporte au toxique de nouvelles divisions qui ne peuvent dépasser la métaphase.

4 Les figures décrites par Dusrix et par Lrrs, sous le nom de stathmocinèses, sont en réalité des phases tardives de l’action colchicinique, qui peuvent être considérées déjà comme dégénératives. Quelle est l’image précoce caractéristique ?

5" Si l’on classe à part les différents aspects des cellules en division, on s’apercoit que le stade de spirème fragmenté, qui précède immédiatement la plaque équatoriale, est le premier à augmenter de nombre, la figure colchicinique typique étant représentée par des chromosomes, disposés de façon désordonnée au centre de la cellule, sans qu'ils s’étalent à l’équateur et Sans qu’apparaisse aucune image de fuseau. Le nombre de ces phases augmente régulièrement jusqu'à ce que certaines d’entre elles dégénèrent pour aboutir à l’image clasique de Dusrix. Souvent, ces chromosomes se chivent et cet aspect de clivage anormal est le véritable type de mitoses bloquée ;

6° Enfin, les ana et les télophases diminuent pour disparaître totalement, quand toutes les cellules qui l’avaient déjà commencée ont terminé leur division.

Voilà les renseignements précis et solidement basés sur une étude statistique, qui apportent au problème sa solution.

cran

Même chez les Urodèles et malgré les apparences, la colchicine arrête la division, en prolongeant le stade particulier de la prémétaphase, ce qui oblige les chromosomes à dégénérer le plus souvent.

8° Autres travaux sur l’animal in vivo confirmant les conclusions de Bureau et Vilter

À ces constatations, d’autres allaient s’ajouter pour renforcer encore une opinion largement corroborée, nous l’avons vu, par l’étude des Végétaux:

Bureau et Vicrer ont observé à nouveau chez la Souris les mêmes résultats donnés par la méthode statistique, malgré la petitesse des cellules et la difficulté de diagnostic des phases mitotiques. Chez cet animal, ils ont reconnu l’effet excessivement rapide des injections intra-veineuses, en relation avec la plus grande rapidité de la mitose chez les Mammifères.

Des expériences ultérieures sur les cultures de tissus montreront que les auteurs ne s'étaient pas trempés.

L'analyse faite par Brues de l’effet de la colchicine sur le foie en régénération, après hépatectomie partielle chez le Rat, est une démonstration élégante des travaux de Bureau et Vicrer. Une formule empirique permet de calculer à chaque moment le nombre des cellules en division de régénération. Si toute croissance cellulaire est due à des mitoses et si la colchicine les arrête sans les accélérer, ni les retarder, le nombre donné par cette formule empirique pourrait égaler les proportions de cellules en mitose arrêtées à chaque moment.

Or, le pourcentage de cellules bloquées, avec les doses de 0,1 ou 0,2 mmgr. par 10 grammes de poids corporel,

avoisine la courbe théorique donnée par la formule. Il n’y a donc pas de stimulation et l’image d’accumvlation que l’on observe parfois après la colchicine ne peut être due qu’à une action retardatrice sur la durée de la division. à

Seul, C.-M. Laur a cru pouvoir observer une évolution accélérée de l’œuf de Rana sous l'influence de la colchicine. Maïs aucune de ses observations n’ayant contredit directement les faits ci-dessus, on ne peut logiquement les considérer comme définitives.

9° Action de la colchicine sur les cultures des tissus

Il restait encore une question, que les recherches citées n’ont pas résolue: la colchicine agit-elle par un mécanisme direct ou indirect? L’emploi des cultures de tissus allait permettre d’y répondre.

1° Luprorp (1936) a inauguré cette sorte de travaux ; cet auteur s’est servi soit de cultures de carcinomes, soit de cultures de tissu rénal embryonnaire de Souris; il constata, comme sur l’organisme en entier, l’arrêt des divisions à un stade voisin de la métaphase et retrouva un fait intéressant: la plus grande activité du poison sur les cultures de carcinome à développement rapide, que sur ceux à développement lent. Cette déduction expérimentale n’a rien qui nous étonne. L'efficacité est nettement plus grande sur les tissus embryonnaires que sur les tissus adultes.

2° GavriLov et von Bisrram (1939) ont utilisé des cvltures de fibroblastes de cœur d’embryon de Poulet, au septième jour de son développement, cultivé sur plasma de Poule, avec ou sans héparine et additionnées de jus

d’embryon de même espèce. Tantôt la colchicine a éts mélangée à celui-ci, en variant le degré de solution, tantôt les cultures entières, préparées sur lamelles de mica, ont été placées pendant une heure dans des bains de colchicine de diverses concentrations, puis retirées, mouillées de jus d’embryon et remises à l’étude.

À) Doses faibles. — Le résultat a été net après quatre “heures. D’une part, le nombre des mitoses observées est nettement plus élevé que dans les cultures témoins. A la sixième heure, on observe quelques prophases (de 10 à 3 %), mais pas d’ana-; ni de télophases et quelques anomalies nucléaires. À la 24° heure, toutes les cultures placées dans un bain de colchicine sont mortes, sauf une, qui ne vaut guère mieux.

Ce qui est plus particulier à ce travail, c’est l’importance que l’auteur attache à la présence de « monocytoïdes », cellules rondes, peut-être dérivées des fibroblastes, qui offrent un noyau contracté et fortement coloré par l’hématoxyline. L’élévation progressive du nombre des cellules, parallèlement à celui des mitoses observées dans les cultures colchinisées, leur absence dans les mitoses témoins, leurs caractères cytologiques et l’aspect clair de leur protoplasme, font penser qu’il s’agit peut-être de cellules préalablement atteintes, arrêtées à la métaphase, continuant cependant à vivre quelque temps et susceptibles même de se régénérer. Enfin, les auteurs rapportent des modifications cytologiques du protoplasme (vacuolisation, granulations fortement teintées par l’hématoxyline), qui s’expliquent peut-être par une action du toxique sur la viscosité de ce dernier et qu’on découvre après action prolongée (4 à 5 jours) de solutions très faibles. Leurs expé-

riences montrent nettement des irrégularités d’action et des aberrances inexplicables.

B) Doses fortes. — Elles donnent approximativement les mêmes effets, mais la croissance, qui était à peu près normale avec des doses faibles au début, devient ici très irrégulière et souvent ralentie.

3° Les travaux de J. VERNE et V. Virer, appliquant à ce matériel la méthode statistique, comme précédemment à l’étude de l’Axolotl, montrent encore une fois l’intérêt de recherches systématiques, basées sur des notions irréfutables.

a) Après adjonction de plasma frais de colchicine à 1/12.000.000° (dose faible) on observe, dans une première phase, la raréfaction notable du nombre total de mitoses avec peu de prophases et peu d’anaphases. Dans une deuxième période, il y a une légère aceumulation de figures prémétaphasiques avec un nombre ‘de prophases toujours réduit. Enfin, dans un troisième temps, le nombre des prophases redevient normal et l’accumulation de mitoses colchiniques est énorme.

Il y a donc une relation directe entre l’accumulation de mitoses bloquées à la métaphase et l'existence de prophases en nombre normal ou subnormal. Comment prouver plus clairement que les images d’accumulation sont dues à un ralentissement de la mitose? La discrétion apparente de l’action toxique au début trouve son explication dans le fait que les tréphones du milieu n’ont pas eu le temps d’atteindre les cellules, de sorte que l’accroissement n’a pas encore commencé et que les mitoses sont peu nombreuses.

b) Avec une concentration de 1/4.000.000°, une légère accumulation de figures prémétaphisiques non intoxi-. quées s’observe, alors que le nombre des prophases reste . identique; mais ce nombre diminue ensuite jusqu’à disparaître, de sorte que l’accumulation n’apparaît pas, puisque le nombre des cellules susceptibles d’arriver jusqu’à la métaphase est fortement réduit.

De cet ensemble de travaux, qui montrent bien quels enseignements de première valeur les cultures de tissus peuvent apporter à l’étude de la pharmacodynamie cellulaire, il faut tirer les conclusions qui s’imposent :

1° La colchicine agit directement sur les cellules et non en déclenchant un mécanisme organique compliqué;

2° Quel que soit l’aspect que prend son activité, elle peut agir de deux facons différentes: soit en accumulant des métaphases par inhibition du mécanisme fusorial, quand les prophases restent en nombre normal, soit en inhibant toutes les phases de la division, quand la dose a été assez forte pour dépasser l’effet habituel. Rappelons que cet effet paradoxal des doses fortes avait été déjà signalé, mais non expliqué, par Lits, puis par DELCOURT;

3° Aucune des constatations faites par les auteurs ne peut permettre d’envisager l’idée d’effet excitomitotique ;

4° L'action est d’autant plus énergique qu’il y a plus de mitoses, d’où la plus grande efficacité de la colchicine sur les tissus embryonnaires et sur les tissus à développement rapide.