Chapitre 5 Flashcards
Quel est le premier produit commercial de l’industrie des biotechnologies?
insuline
Quels sont les avantages de faire produire de l’insuline humaine par une bactérie?
Quantités illimitées
Diminuer les effets secondaires (nature humaine de la protéine)
Diminue le coût du médicament
Quel est le principal défi posé par la production d’insuline?
Obtenir une insuline sous sa forme mature.
Dans les bactéries, il n’y a pas d’appareil de golgi, donc on doit trouver une façon de faire maturer la protéine de l’insuline pour qu’elle soit fonctionnelle.
Quelle particularité des bactéries, par rapport aux cellules humaines, rendent la maturation de la protéine de l’insuline un défi?
Les bactéries ne possèdent pas d’appareil de Golgi
Quelle était l’approche initiale de la production de l’insuline?
Constuire des gènes synthétiques à partir d’oligonucléotides qui codaient séparément pour les chaînes A et B. Ils ont été insérés individuellement dans un plasmide, au bout du gène qui code pour la B-galactosidase, afin que la bactérie produise de grandes protéines de fusion contenant les séquences de l’insuline attachée à l’extrémité de l’enzyme B-galactosidase.
Aujourd’hui, les diabétiques disposent d’insuline humaine produite par _______________.
Génie génétique
En quoi consiste la thérapie génique?
Introduire dans une cellule cible un gène d’intérêt thérapeutique afin qu’il produise une protéine manquante (cellule déficiente) ou un signal qui conduira à la mort cellulaire (cellule infectée ou cancéreuse)
Expliquer en quoi consiste la thérapie génique germinale.
introduire des cellules transgéniques dans la lignée germinale et dans la population des cellules somatiques
Quel type de thérapie a un but plus ambitieux?
On veut guérir la personne traitée, mais aussi présenter le génotype corrigé.
La thérapie génique germinale
Expliquer en quoi consiste la thérapie génique somatique
Se concentre exclusivement sur certains tissus. L’approche consiste à essayer de corriger un phénotype de maladie en traitant quelques cellules somatiques chez la personne atteinte.
Quel type de thérapie génique est il question?
Essayer de corriger un phénotype de maladie en traitant quelques cellules somatiques chez la personne atteinte.
Thérapie génique somatique
À quelles maladies s’applique la thérapie génique somatique?
S’applique aux maladies dont le phénotype est dû à des gènes exprimés de façon prédominante dans un tissu.
Pourquoi la thérapie génique somatique s’applique seulement aux maladies dont le phénotype est dû à des gènes exprimés de façon prédominante dans un tissu?
il n’est pas possible de rendre un organisme entièrement transgénique
Dans la thérapie génique somatique, pourquoi n’est-il pas nécessaire que toutes les cellules du tissu deviennent transgéniques?
Une fraction des cellules rendues transgéniques peut atténuer les symptômes de la maladie.
Quels sont les types de vecteurs chargés d’amener le transgène dans le noyau cellulaire?
Rétrovirus
Adénovirus
Liposomes
Quels sont les avantages d’utiliser un rétrovirus comme vecteur?
Intégrer le matériel génétique de manière permanente dans le génome des cellules qu’ils infectent
Quels ont été les premiers virus testés comme vecteurs?
Rétrovirus
Quels sont les inconvénients d’utiliser un rétrovirus comme vecteur?
Pour s’intégrer dans le chromosome cellulaire, le vecteur doit entrer dans le noyau de la cellule. Ce n’est possible qu’au moment où la cellule se divise (mitose), car la membrane du noyau est alors momentanément rompue
Quels est le vecteur le plus utilisé pour transférer un gène dans l’appareil respiratoire?
Adénovirus
Quels sont les avantages d’utiliser un adénovirus comme vecteur?
- Leur grande taille permet le transfert de très larges séquences d’ADN
- Ils sont capables d’infecter un grand nombre de types de cellules différentes, même si pas en phase de mitose
- Ils peuvent être produits à des concentrations élevées
Quels sont les inconvénients d’utiliser un adénovirus comme vecteur?
- Provoquent de fortes réactions inflammatoires et immunitaires
- Information génétique n’est pas intégrée dans le génome cellulaire et n’est donc pas transmise à la cellule fille lors de la division cellulaire. = doit administrer de façon répétée
Expliquer en quoi consistent les liposomes comme vecteur.
Associer l’ADNc à des particules lipidiques qui vont favoriser l’entrée de l’ADN dans la cellule à travers la membrane cytoplasmique.
Quels sont les avantages d’utiliser un liposome comme vecteur?
Vecteur non viral, donc n’utilisent pas de composants infectieux = moins de risques d’effets secondaires que les vecteur viraux
Donner deux exemples de molécules où on utilise les liposomes comme vecteur.
ADNc et Vaccins ARNm
Quel est l’inconvénient d’utiliser un liposome comme vecteur?
Taux d’efficacité moins élevé qu’avec un virus.
Le rôle des virus est d’infecter une cellule, alors que ce n’est pas le cas d’une particule lipidique
Quel est le premier exemple de thérapie génique chez un mammifère?
Hormone de croissance chez des souris (RGH)
Que veut dire RGH?
Rat Growth Hormone
À quoi sert la thérapie génique de l’hormone de croissance RGH?
Correction d’une déficience d’une hormone de croissance, chez des souris (lit)
Quelle est l’importance de la séquence régulateur/promoteur issue du gène de la métallothionéine de souris
Permet de contrôler l’expression du gène.
La séquence régulatrice répond à la présence de métaux lourds chez l’animal.
Rôle de la métallothionéine: détoxifier l’organisme des métaux lourds
VRAI OU FAUX?
la thérapie génique de l’hormone de croissance des souris (RGH) permet de corriger le problème (gène lit).
FAUX
La thérapie génique ne corrige pas véritablement le problème d’origine, mais elle le masque
Quelle est la fonction du gène de la métallothioénine de souris?
Détoxifier l’organisme des métaux lourds
Lors de la thérapie génique chez les souris, quelle est la première étape?
- injecter dans des ovocytes lit/lit environ 5000 copies d’un fragment d’ADN linéaire de 5 kb contenant le gène structural de l’hormone de croissance GRH, fusionné avec une séquence régulateur-promoteur issue du gène de la métallothioénine de souris
Après avoir implanté les ovocytes dans les souris porteuses,, combien de souris (%) s’avèrent transgéniues, présentant une augmentation de leur taille lorsqu’on administre des métaux lourds?
1% (taux d’efficacité très faible)
Pourquoi il y a un taux d’afficacité très faible (1%) de souris transgéniques pour l’hormone de croissance GRH?
le nouveau segment d’ADN s’intègre de façon aléatoire dans le génome; il peut donc s’insérer à un mauvais endroit et venir inactiver un gène important
Quelle est la première réussite d’une thérapie génique chez l’homme?
Enfants bulles en 1999
Que sont les enfants bulles?
Enfants atteints d’une grave maladie génétique du système immunitaire combinée sévère (DICS) liée au chromosome X.
Ils sont confinés dans une bulle protectrice sous atmosphère stérile car ils ne peuvent pas être en contact avec le moindre antigène.
Ils ont pu être soignés temporairement par la thérapie génique.
Comment a-t-on soigné les enfants bulles?
Par thérapie génique.
On prélève des cellules souches de la moelle osseuse des patients, y introduit un gène fonctionnel en laboratoire, puis réinjecte aux mêmes patients
Quelles propriétés doit avoir le nouveau segment d’ADN lors d’une thérapie génique?
Pourquoi?
Doit avoir les propriétés d’un gène dominant pour s’exprimer et corriger la maladie car il est très rare, voir impossible que les 2 allèles du même locus soient corrigés (hétérozygote)
Pourquoi est-il important d’ajouter un promoteur connu en amont du gène lors de la thérapie génique?
Afin de pouvoir réguler le gène
VRAI OU FAUX?
Lors de la thérapie génique, le nouveau segment d’ADN s’intègre à un endroit précis dans le génome.
FAUX
Il s’intègre de façon aléatoire dans le génome; il peut donc s’insérer au mauvais endroit et venir inactiver un gène important.
Lors de la thérapie génique, que se produit-il si le nouveau segment d’ADN s’intègre au mauvais endroit dans le génome?
Il peut venir inactiver un gène important
Décrire ce qu’est Cas9.
Cas9 sert à détruire l’ADN des virus qui infectent les bactéries (nucléase), comme les enzymes de restriction.
pour Cas9, la séquence de reconaissance de l’ADN qui mène à la coupure peut être modifiée naturellement au fil des infections virales = une bactérie acquiert la capacité à se défendre contre un virus.
Les biologistes moléculaires ont mis à profit l,enzyme Cas9 dans un système appelé ___________ pour effectuer des _______________________________.
CRISPR-Cas9
Modifications précises du génome de cellules eucaryotes
Quels sont les avantages d’utiliser CRISPR-Cas9 pour éditer un gène?
- Très grande efficacité
- Peut inactiver un gène donné pour étudier sa fonction
- Peut repérer un gène muté
- Thérapie génique non aléatoire
L’enzyme Cas9 coupe quelles séquences de l’ADN?
Découpe toute séquence vers laquelle elle est orientée, toute séquence d’ADN complémentaire à l’ARN guide
CRISPR-Cas9:
En l’absence d’ADN intact que les enzymes du système de réparation peuvent utiliser comme matrice, que font les enzymes de réparation?
Se lient aux extrémités et par conséquent introduisent ou retirent parfois certains nucléotides au hasard
CRISPR-Cas9:
Que se produit-il lorsque, en l’absence de matrice, les enzymes de réparation insèrent ou suppriment des nucléotides au hasard?
Empêche le gène de fonctionner
Que se passe-t-il après que l’ADN ait été coupé, en présence de gène normal pouvant être utilisé comme matrice?
Les enzymes de réparation peuvent utiliser un segment d’ADN normal comme matrice pour réparer l’ADN visé au point de cassure
Associer knockout et édition
Qu’est-ce qu’un knockout?
Invalidation génétique
Qu’est-ce qu’une édition?
Correction génétique
CRISPR comporte _________ pb
C’est donc une séquence …
20 à 40 pb
Minisatellite
Qu’ont en commun les puces à ADN, ARN-seq et RT-PCR?
Les 3 utilisent de l’ARN au départ
Permet de comparer le niveau d’expression (plus d’ARN = plus exprimé)
Expliquer le principe des puces à ADN.
- Complémentarité des bases de l’ADN
- ADN dénaturé simple brin reforme spontanément la double hélice en présence d’un brin complémentaire
- interaction cible/sonde = émission de signal fluorescent
Expliquer les étapes des puces à ADN.
Extraction de l’ARN
Transcription inverse et marquage fluorescent
Hybridation sur puce: sondes dans chaque puits et chaque sonde = gène particulier
Quels sont les désavantages des puces à ADN?
- On doit préparer toutes les sondes fluorescentes (bcp de puits)
- On ne peut pas quantifier, comme RT-PCR et ARN-seq
Quels sont les avantages de l’ARN-seq?
- Méthode pas fondée sur hybridation avec sonde marquée et donc séquence génomique pas essentielle
- Permet de mesurer les niveaux d’expression dans un très vaste intervalle
Expliquer la technique ARN-seq.
- ARNm isolés
- ARNm découpés
- Rétrotranscrits en ADNc de même taille
- Séquençage des ADNc
- Contigs = séquençage du génome
Qu’est-ce que la technique RT-PCR?
Transcription inverse suivie d’une amplification en chaîne par polymérase
Qu’est-ce que la pharmacogénomique?
Secteur qui étudie l’expression des gènes et sa relation à l’efficacité d’un traitement médicamenteux
Par quoi sont influencées la pharmacodynamique et la pharmacocinétique?
Le génotype.
Le succès et le degré d’efficacité d’une pharmacothérapie dépendent des allèles du patients pour les gènes impliqués dans le métabolisme du médicament.
Que permet la conaissance du génome concernant la pharmacogénomique?
Produire un traitement sur mesure plus efficace et plus sécuritaire
Combien pense-t-on qu’il existe de maladies héréditaires différentes?
7000
À la base (dans la nature) quel est le rôle de CRISPR et où le retrouve-t- on ?
Nous le retrouvons dans les bactéries et son rôle est un système de défense immunitaire contre les virus.
Pourquoi parle-t-on de ciseaux moléculaires pour décrire CRISPR Cas9?
Parce que Cas9 (CRISPR) est capable de couper l’ADN à un endroit spécifique.
CRISPR-Cas9 permet de protéger naturellement les bactéries contre quoi?
Les bactériophages
Qu’est-ce que la thérapie génique? (Documentaire CRISPR)
C’est une modification du génome humain
Comment le système CRIPR-Cas9 réussit-il à faire la modification génétique? Et que permet Cas9 en plus de couper l’ADN?
Elle est capable de couper des séquences spécifiques d’ADN et de remplacer par une autre séquence (saine)
CRISPR-Cas9 peut être utilisé dans quels domaines?
Agriculture, environnement, médecine
Quelle est la quantité de répétitions de GAA pour les phénotypes normaux?
Et pour les malades atteints de l’Ataxie de Friedereich?
Normaux: Jusqu’à 30
Malades: 60 à 1000 répétitions
Selon l’immunologiste Michel Sadelain, quelle est la cause de la difficulté du système immunitaire à s’attaquer aux cellules cancéreuses ?
La difficulté avec le cancer c’est qu’il trouve son origine dans nos propres cellules. Il s’est modifié, il a acquis de nouvelles propriétés grâce à des modifications génétiques mais il fait toujours parti de nous. Et le système immunitaire n’est pas optimisé pour s’attaquer à nos propres cellules.
Qu’espère l’immunologiste Michel Sadelain concernant la difficulté du système immunitaire à s’attaquer aux cellules cancéreuses et CRISPR?
Pouvoir configurer les cellules T du système immunitaire pour véritablement combattre et éliminer le cancer
CRISPR n’est pas un système parfait. Qu’est-ce qu’une coupure hors-cible et quelle pourrait en être la conséquence?
C’est une coupure hors de la séquence ciblée (18 ou 19 nucléotides sur 20).
S’il y a des mutations hors de celle qui est ciblée, il se peut qu’on introduise une mutation dans un autre gène. Cela peut entrainer un cancer chez la personne modifiée génétiquement.
Quelle est la proportion des cancers causés par des mutations spontanées?
90%
A-t-on besoin de corriger toutes les cellules du foie pour qu’il y ait une diminution des symptômes des maladies métaboliques hépatiques?
Non
L’anémie falciforme est une maladie héréditaire chronique. Elle est liés à une mutation de combien de nucléotides?
1 seul
Quelle est l’approche de Fabien Touzeau et son équipe (Documentaire CRISPR)?
Introduire la correction génétique dans les cellules souches qui sont à l’origine de toutes les cellules sanguines
CRISPR-Cas9 peut être utilisé pour transplanter des organes venant de quel animal aux humains?
Porcs
Pourquoi la xénotransplantation n’a pas connu de succès pendant des décennies?
Quels ont été les 2 principaux obstacles techniques rencontrés?
Problème de compatibilité du système immunitaire (immunologique)
Problème de rejet
Selon la professeure de bioéthique Vardit Ravitsky, quel peut être le problème rencontré avec les porcs modifiés génétiquement?
On ne peut pas tout contrôler. Si des cellules humaines voyagent vers le cerveau de l’animal et s’expriment, ce qui est déjà le cas, à quel point le cerveau de l’animal devient plus humain qu’animal. À quel point on aura un animal dans lequel on aura un petit humain piégé?
Que voit le généticien George Church dans CRISPR?
Il voit l’outil idéal pour ralentir le vieillissement des cellules et créer la cure de jouvence qui prolongera notre vie?
Selon le généticien George Church dans CRISPR, est-il vrai que nous pouvons prendre une très vieille cellule et la transformer en une cellule embryonnaire?
Oui
Vos gènes sont les mêmes que vous ayez 90 ou 20 ans. La différence c’est la manière dont ces gènes sont ________.
Régulés
Avec CRISPR, nous pouvons activer et tester les principaux __________ de la cellule pour trouver lesquels sont les plus utiles pour pouvoir _______ le processus de vieillissement.
Régulateurs
Inverser
Jusqu’en 2015 les modifications génétiques sur les embryons humains ou sur les cellules germinales comme les ovules ou les spermatozoïdes étaient considérés comme non éthique et représentaient une ligne rouge infranchissable.
Pourquoi?
Parce que ces modifications inscrites dans le génome des individus à naître seraient transmises aux générations suivantes.
VRAI OU FAUX?
À la fin de 2018 en Chine, 2 bébés génitiquement modifiés sont nés suite à des modifications génétiques sur des embryons humains.
Vrai
Le génie génétique existe depuis plusieurs dizaines d’années. Qu’est-ce qui est nouveau avec CRISPR selon Emmanuelle Charpentier ?
La technologie par sa simplicité, sa rapidité, sa démocratisation ça accélère énormément les découvertes et les applications au génie génétique
SRAS-CoV-2 est-il un virus à ARN ou à ADN?
ARN
Quel est le rôle de la transcriptase inverse?
Produire un ADN (complémentaire) à partir d’un ARN (messager ou viral).
Est-il possible dans un laboratoire de biologie moléculaire d’amplifier le virus (une fois son ARN transformé en ADN) et de participer aux tests de détection ? Justifier.
Oui.
Nous l’avons fait par qPCR
Comment fonctionne le test de dépistage basé sur l’outil moléculaire CRISPR ?
En combien de temps ce test permet d’avoir une réponse diagnostique?
Après avoir extrait l’ARN viral (à partir d’un échantillon prélevé sur un patient), on amplifie l’ARN et on le coupe à un endroit précis avec CRISPR. Si la cible est présente, cela déclenche le changement de couleur de certains réactifs.
En 30 minutes
Est-ce que les tests rapides pour la COVID sont tous les mêmes?
Expliquer
Non
Il y a des tests rapides qui détectent les antigènes et d’autres qui détectent les acides nucléiques
Les tests de détection rapide antigéniques sont moins sensibles que les
tests qui détectent les acides nucléiques. Pourquoi ?
Parce qu’il n’y a pas d’étapes d’amplification du matériel qu’on cible.
Dans le film bienvenue à GATTACA, on pique continuellement les gens. Pour quelle raison?
Pour séquencer, vérifier l’identité de la personne
Dans le film bienvenue à GATTACA, est-ce que les nouveaux-nés sont issus de modifications génétiques?
Non, ils sont le résultat de la sélection artificielle des embryons.
Pad de modifications, mais le meilleur qui est possible.
DOULEURS CHRONIQUES VS BIOTECHNOLOGIE:
Comment faire oublier au corps le souvenir de la blessure intégrée dans l’ADN en inversant le procédé?
En jouant sur la méthylation de l’ADN
DOULEUR CHRONIQUE VS BIOTECHOLOGIE
Que se passe-t-il dans le cerveau lors d’une blessure?
Méthylation dans le cerveau pour garder en souvenir la douleur, ce qui bloque la transcription pour un neurotransmetteur qui neutralise la douleur.
la douleur ne cesse jamais; elle est gardée en mémoire.
DOULEUR CHRONIQUE VS BIOTECHNOLOGIE
Quelle est la solution et l’approche concerant la méthylation de l’ADN du cerveau lors d’une blessure?
Solution: Empêcher la méthylation
Approche pharmacologique = la plus prometteuse, mais nous sommes loins d’arriver à un médicament pour l’être humain.
