CM10- Bases moléculaires Flashcards
mutations ponctuelle
1 nucléotide changé
ex: KRAS dans cancer colorectal
mutation insertion délétion
petites sections supprimées
ex: EGFR del exon 19-> cancer poumon
other types mutations
silent: change pas AA
nonsense: donne codon STOP
missense: conservative/ non-conservative -> change prot, mais peut avoir fonction pareille ou différente
frame shift mutation
insère ou supprime un nucléotide-> décale tout-> change complètement protéine
mutation grande échelle
CNV (copy number variant):
Délétions: perte gène complet (ex. RB)
amplification (ex. HER2 cancer du sein)
réarrangement (fusion, translocation) (ex. t(14-18) MYC)
autres lésions génétiques
*microARN
–Régulation expression proto-oncogènes et gènes suppresseurs
*Modifications épigénétiques
–Méthylation ADN : inhiber gènes suppresseurs tumeurs et réparation ADN
–Modification histones
Qu’est-ce qu’un biomarqueur?
*Définition (NIH, 1998)
…caractéristique qui est mesurée et évaluée de manière objective comme indicateur de processus biologiques normaux, de processus pathogènes ou de réponses pharmacologiques à une intervention thérapeutique
Types de biomarqueurs
*Biomarqueur de prédisposition
–Identification des individus à risque de développer une maladie
*Biomarqueur diagnostic
–Détection de la maladie
*Biomarqueur pronostic
–Information sur le pronostic et risque de récidive
*Biomarqueur prédictif
–Prédiction sur la réponse au traitement
Gènes = biomarqueurs oncologiques
*Biomarqueur de prédisposition
–BRCA1, BRCA2: Cancer sein et ovaires
*Biomarqueur diagnostic
–BCR-ABL: LMC
*Biomarqueur pronostic
–ER, PR : Bon pronostic cancer du sein
*Biomarqueur prédictif
–HER2: Cancer sein
cancer Maladie génétique?
*Cancer = maladie génétique
–Accumulation anomalies (mutations) de l’ADN
–Dérèglement du fonctionnement normal des gènes
*Causes de mutation génétique
–Agents environnementaux (carcinogènes)
–Héréditaire
–Spontanée
Mutations : Conducteurs vs Passagers
*Mutations conducteurs («Driver mutations»)
–Mutations dans gènes de cancer
–Contribuent au développement ou progression cancer
*Mutations passagers («Passengermutations»)
–Mutations dans gènes autres
–Généralement silencieuses/neutres, mais…
–Retrouvées grande quantité cancers exposition carcinogène
Gènes de cancer
*4 classes de gènes de cancer:
1.Proto-oncogènes
2.Gènes suppresseurs de tumeurs
3.Gènes de l’apoptose
4.Gènes de réparation de l’ADN
( + Gènes d’interaction tumeur-hôte)
Hybridation in situ (ISH)
*Technique d’hybridation sur des chromosomes de sondes d’ADN complémentaires
*Visualisation par
–Microscopie à fluorescence (FISH)
*But : détecter un défaut génétique (mutation) de grande taille
–Amplification
–Délétion
–Translocation
Sondes FISH
*Courte séquence d’ADN/ARN (200-1000 kb)
*Spécifique à la cible souhaitée
*Marqué avec fluorochrome (rouge, vert, orange, jaune, …)
FISH : Lecture
1.Présence/absence signal cible (quantité)
2.Distribution spatiale (localisation)
Oncogènes
*Proto-oncogènes: gènes cellulaires normauximpliqués dans la croissance et prolifération cellulaire
*Oncogènes: version mutée ou surexprimée d’un proto-oncogène
–Mutation activatrice (“gain-of-function”)
–Activation “constitutive” indépendante
–Effet dominantdans la cellule
Fonction des oncogènes
*Facteurs de croissance (PDGF)
*Récepteurs pour facteurs de croissance (EGFR, HER2/neu)
*Transducteurs de signaux (RAS, RAF)
*Facteurs transcription nucléaire (MYC)
*Régulateurs cycle cellulaire (Cyclines et CDK)
Activation des oncogènes
*Mécanismes d’activation des oncogènes
–Mutation ponctuelle
–Amplification génique
–Translocation
–Surexpression (boucle autocrine)
Est-ce que la mutation/activation seule d’oncogènes est suffisante pour causer une prolifération cellulaire incontrôlée?
non
besoin de plusieurs autres mutations
Cancers héréditaires
*Prédisposition au cancer qui est héritée
*Environ 5-10% des cancers
*Sous influence de facteurs environnementaux
Gènes suppresseurs de tumeurs
*Agissent comme freins à la prolifération cellulaire
*Mode d’action récessifà l’échelon cellulaire
–Type «gouverneur»
–Type «gardien»
–Prototypes: RB, TP53
Hypothèse de Knudson (1974)
*Deux événements génétiques (mutations) requis pour inactiver le gène RB («two-hit hypothesis»)
*Distingue les formes sporadique et familiale du rétinoblastome
Gène RB
*Gène «gouverneur»
*Perte de fonction retrouvée dans plusieurs cancers
–gène RB directement ou
–autres gènes dans voie signalisation (p16, CDK4, cyclin D)
*Fonction principale
–Frein à la croissance cellulaire
–Contrôle transition G1-S cycle cellulaire
TP53
*«Gardien» du génome
*Gène le plus fréquemment muté dans les cancers humains
–70% des cancers mutation TP53
–Mutations gènes liés au TP53 (MDM2)
*Activation par stresseurs internes
–Arrêt phase G1 (quiescence) et activation réparation ADN
–Sénescence, apoptose
Autres gènes suppresseurs…
*TGF-B
*Inhibition contact (E-cadérine, APC, B-caténine WNT)
Cancer du sein héréditaire
*Environ 5% de tous les cancers du sein
*Gènes à haut risque
–BRCA 1 et 2
–TP53 (Li-Fraumeni)
–PTEN (Cowden)
*Gènes à risque modéré/faible
–CHEK2
–ATM
–PALB2
BRCA 1 et 2
*Gènes de réparation de l’ADN (recombinaison homologue)
*Mutation germinale fortement associée au cancer du sein précoce
*Risque à vie 50-85%
*Autres cancers associés
–BRCA1 : ovaires, prostate
–BRCA2 : ovaires, pancréas, prostate, …
Instabilité génomique et réparation de l’ADN
*Cancers rares malgré nombreux agents environnementaux mutagènes
*Capacité des cellules de détecter et réparer dommages à l’ADN (ou de mourir par apoptose…)
–Maintenir intégrité du génome malgré division cellulaire
–Prévenir développement cancer
Défaut gènes réparation ADN
Accumulation mutations
Développement cancer
Mécanismes de réparation de l’ADN
*Trois système de réparation de l’ADN, selon type de mutations/altérations:
1.Mésappariement («mismatchrepair»)
2.Excision («nucleotideexcision repair»)
3.Recombinaison («recombinationrepair»)
*Mode d’action récessif
*Mutations héréditaires dans certains syndromes familiaux de cancer
Méthodes d’analyse mutations
*Différentes méthodes de détection des mutations
–Séquençage Sanger
–PCR
–Séquençage de nouvelle génération (NGS)
Sources possibles d’ADN
*Sang
*Tissu frais
*Tissu congelé
*Frottis cytologiques
*Tissu paraffiné
–Blocs cellulaires
Métabolisme cellulaire
*La plupart des tumeurs ont un métabolisme cellulaire très élevé.
*Quelle est la façon la plus efficace de générer de l’énergie (ATP) ?
–Phosphorylation oxidative? 36 ATP/glucose
–Glycolyse? 2 ATP/glucose
Effet Warburg
*Glycolyse aérobique: forme de métabolisme favorisant la glycolyse par rapport à la phosphorylation oxidative
*But: générer des métabolites (précurseurs) pour la synthèse de composantes cellulaires (ADN, ARN, protéines, lipides, etc…)
Favorisé par : proto-oncogènes (RAS, MYC, récepteurs facteurs croissance)
*Opposé par: gènes suppresseurs de tumeurs (PTEN, TP53)
Lymphome de Burkitt
*Deux variantes:
–Endémique (africaine)
–Sporadique
*Similitudes:
–Histologie et altérations moléculaires
*Différences:
–Présentation clinique et virologique
Méthodes détection des translocations
*FISH
*PCR (Polymerase Chain Reaction)
*Séquençage nouvelle génération (NGS)
Lymphome folliculaire
*Translocation (14;18) dans le lymphome folliculaire
*Juxtapose le promoteur des immunoglobulines (IgH) à BCL-2.
*Résultat : surexpression de la protéine anti-apoptique.
Cancer et apoptose
*Altérations gènes apoptose = Évasion de la mort cellulaire
*Interférence avec voie intrinsèque (mitochondriale)
–Inactivation gènes pro-apoptotiques (TP53 et gènes connexes)
–Surexpression gènes anti-apoptotiques (BCL2)
Agents carcinogènes infectieux
*Types d’agents infectieux
–Virus ARN oncogènes (HTLV-1)
–Virus ADN oncogène (HPV, EBV, HHV-8, HBV, polyomavirus)
–Helicobacter pylori
*Mécanismes d’action
–Protéines virales oncogéniques
–Inflammation chronique
–Intégration virale génome cellule
Carcinome colorectal métastatique
*Carcinome colorectal (CCR) métastatique compte pour ~10% des nouveaux patients
*Malgré plusieurs avancées dans le traitement, le survie médiane demeure faible (18-21 mois)
Comment détecter les mutations RAS?
PCR
NGS: Définitions
*Séquençage génome complet (WholeGenomeSequencing)
–Avantages: Non-biaisée, détecte toutes mutations
–Inconvénients: Coûts, sensibilité limitée
*Séquençage exomecomplet (WholeExomeSequencing)
–Avantages: Détecte tous SNV, CNV
–Inconvénients: Coûts, sensibilité limitée, pas de fusion
*Séquençage ciblée (TargetedSequencing)
–Panel de gènes d’intérêt (10-400 gènes)
–Avantages: Coûts, rapide, sensibilité
–Inconvénients: Biais gènes ciblées
Cancer et immunité
*Tumeurs sont reconnues comme «non-soi» et élicitent une réponse immunitaire T-dépendant (surveillance immune)
–Néo-antigènes (mutations «passagers»)
–Protéines rares/peu exprimées de façon normale
–Protéines virales oncogènes
Mécanismes d’évasion du système immunitaire
1.Sélection sous-clones peu immunogènes
2.Réduction expression CMH classe I
3.Immunosuppression par protéines inhibitrices («checkpoint inhibitors»)
