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Pathologie et immunologie > CM9 - Bases moléculaires > Flashcards

CM9 - Bases moléculaires Flashcards

1
Q

Structure du génome humain

A

3 millions paires de bases (A, C, T, G)
- 23 paires de chromosomes

Exome environ 1.2%
- Régions codantes: 20 000 gènes

Qu’en est-il du reste?

  • Poubelle (« junk DNA ») ?
  • Quantité d’éléments régulateurs
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2
Q

Qu’est-ce qu’un gène?

A

Un gène est une unité de transmission génétique

Contient l’information pour:

  • Polypeptide (protéine)
  • Molécule ARN fonctionnelle (miARN, ARNr, ARNt)

(upstream) 5’ - promoteur - gene - 3’ (downstream)

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3
Q

Quels sont les types de variations dans les gènes?

A
  1. Polymorphismes
    - Variations retrouvées dans >1% population (donc bcp plus frequent que mutations)
    - Ne cause généralement pas de maladie
  2. Mutations
    - Cause de maladie (cancer et autres)
  • Mutations germinales
    (i) Présentes dans toutes les cellules
    (ii) Souvent héritées mais peuvent survenir de novo
  • Mutations somatiques
    (i) Présentes seulement dans quelques cellules différenciées
    (ii) Pas de transmission héréditaire
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4
Q
  1. Polymorphismes
A

La plupart des gènes ont des petites différences de séquence entre les individus: les polymorphismes.

Les différentes formes de gènes sont appelés allèles.
Permet une diversité génétique dans une population

Ne cause généralement pas de maladie

SNP = single nucleotide polymorphism

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5
Q

Quelles sont les mutations a petite echelle? et donne un exemple

A
  • Mutation ponctuelle (SNV - single nucleotide variant)
    Exemple: KRAS – Cancer colorectal
  • insertion/deletion (indel) (entre 1 a 50 nucleotides)
    Exemple: EGFR del exon 19 – Cancer poumon
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6
Q

Quelles sont les types de mutations ponctuelles?

A
  • silent (reste le meme aa)
  • nonsens (change aa pour un STOP)
  • missense (“faux sens”)
    i) conservatrice - change aa pour autre aa avec structure chimique similaire
    ii) non-conservatrice - change aa pour autre aa completement different
  • frame shift (“Mutations de décalage du cadre de lecture)
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7
Q

Quelles sont les types de mutations a grande echelle? et donne un exemple

A

Deletion - Perte d’un gène en entier ex: gènes supresseurs de tumeur (ex: RB – Rétinoblastome) -> besoin d’un double hit

CNV

Amplification - donne des petits morceaux extrachromosomiques = homogenic staining regions ou «doubles minutes”
Exemple: HER2 (ERBB2) – Cancer du sein

Réarangement (fusion/ translocation) - Peut créer une protéine chimérique ou les translocations peuvent aussi activer des gènes ex: translocaton près d’un nouveau promoteur très actif
Exemple: t(11;22) EWS/FLI1 - Sarcome d’Ewing

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8
Q

Autres types lésions génétiques

A

Aneuploidie

microARN
- Régulation expression proto-oncogènes et gènes suppresseurs

Modifications épigénétiques

  • Méthylation ADN : inhiber gènes suppresseurs tumeurs et réparation ADN
  • Histones
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9
Q

Qu’est-ce qu’un biomarqueur?

A

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

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10
Q

Quels sont les types de biomarqueurs?

A

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

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11
Q

Un gene est quel type de biomarqueur?

A

Gènes = biomarqueurs oncologiques

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12
Q

Donne un exemple de Biomarqueur de prédisposition

A

BRCA1, BRCA2: Cancer sein et ovaires

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13
Q

Donne un exemple de Biomarqueur diagnostic

A

BCR-ABL : LMC

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14
Q

Donne un exemple de Biomarqueur pronostic

A

ER, PR : Bon pronostic cancer du sein

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15
Q

Donne un exemple de Biomarqueur prédictif

A

HER2 : Cancer sein

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16
Q

Mutations : Conducteurs vs Passagers

A

Mutations conducteurs («Driver mutations»)

  • Mutations dans gènes de cancer
  • Contribuent DIRECTEMENT au développement ou progression cancer

Mutations passagers («Passenger mutations»)

  • Mutations dans gènes autres
  • Généralement silencieuses/neutres, mais…
  • Retrouvées grande quantité cancers exposition carcinogène
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17
Q

Hybridation in situ (ISH)

A

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 traille

  • Amplification (Donc peut detecter HER2 par FISH car amplification)
  • Délétion
  • Translocation
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18
Q

Sondes FISH

A

Courte séquence d’ADN/ARN (200-1000 kb)

Spécifique à la cible souhaitée

Marqué avec fluorochrome (rouge, vert, orange, jaune, …)

  • Gene-specific probe
  • centromeric-specific probe
  • telomeric probe
  • chromosome-painting probe

A la lecture, regarde:

  1. Présence/absence signal cible (quantité)
  2. Distribution spatiale (localisation)
  • si a eu translocation peut avoir nouvelle couleur (jaune - a cause melange rouge et vert)
    1. Sondes de séparation (break-apart)
    2. Sondes de fusion
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19
Q

Quel est le rôle du gène HER2 dans le cancer du sein ?

A

Récepteur facteur de croissance – proto-oncogene

son expression peut etre tres amplifiee –> entraine proliferation

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20
Q

Oncogènes

A

Proto-oncogènes: gènes cellulaires normaux impliqués dans la croissance et prolifération cellulaire

Oncogènes: version mutée ou surexprimée d’un proto-oncogène
i) Mutation activatrice (“gain-of-function”)
– Activation “constitutive” (i.e. en tout temps) indépendante
ii) Effet dominant dans la cellule

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21
Q

Fonction des oncogènes (5) et donne des exemples

A

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)

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22
Q

Mécanismes d’activation des oncogènes

Êtes-vous capable de nommer une exemple d’oncogène par mécanisme et le cancer associé?

Est-ce que la mutation/activation seule d’oncogènes est suffisant pour causer une prolifération cellulaire incontrôlée?

A

Mutation ponctuelle
- Ex: RAS – cancer colon

Amplification génique
- Ex: HER2 – cancer sein

Translocation
- Ex: MYC – lymphome de Burkitt

Surexpression (boucle autocrine)
- Ex: glioblastome (glioblastome(GBM) avecamplificationdu récepteur du facteur de croissance épidermique (R-EGF/EGFR))

Est-ce que la mutation/activation seule d’oncogènes est suffisant pour causer une prolifération cellulaire incontrôlée?
Non (faut autres mutations ex dans genes controlant apoptose, supresseur de tumeur, etc.)

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23
Q

Cancers héréditaires

Prédisposition au cancer qui est héritée

Environ ____% des cancers

Sous influence de facteurs _________

A

Prédisposition au cancer qui est héritée

Environ 5-10% des cancers

Sous influence de facteurs environnementaux

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24
Q

Mutations germinales vs somatiques

A

Mutations héréditaires (germinales)

  • Présent dans ovaire ou spermatozoïde Héréditaire
  • Toutes les cellules affectées

Mutations acquises (somatiques)

  • Présent dans tissu non-germinal
  • Non-héréditaire
  • Mutation présente seulement dans tumeur
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25
Q

Quelles 2 fonctions prédominent dans ces gènes de cancer familiaux?

Nommes en qq un

A

Gènes suppresseurs de tumeur (+ de reparation de l’ADN)

Rb - retinoblastome
TP53 - Li-fraumeni syndrome
APC - FAP/cancer du colon
BRCA1-2 - Cancer du sein et des ovaires
Hereditary nonpolyposis colon cancer
Xeroderma pigmentosum
26
Q

Gènes suppresseurs de tumeurs

A

Agissent comme freins à la prolifération cellulaire

Mode d’action RECESSIF à l’échelon cellulaire (2 copies du genes doivent etre mutees pour que l effet se fasse sentir)

  • Type « gouverneur »
  • Type « gardien »
  • Prototypes: RB, TP53
27
Q

Hypothèse de Knudson (1974) concernant un cancer retinoblastome

A

Deux événements génétiques (mutations) requis pour inactiver le gène RB (« two-hit hypothesis »)

Distingue les formes sporadique et familiale du rétinoblastome

28
Q

Gène RB

A

Gène « gouverneur » (Sens et integre tous les stresseurs externes pour decider si la cellule peut, oui ou non, continuer son cycle cellulaire)

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

sequestration de E2F sous sa forme hypophosphorylee - active des histones qui vont inhiber la progression du cycle cellulaire

29
Q

TP53

A

« 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
30
Q

Autres gènes suppresseurs…

A

TGF-B

Inhibition contact (E-cadérine, APC, B-caténine WNT)

31
Q

Cancer du sein héréditaire

  • Environ ___% de tous les cancers du sein
  • Lesquels sont a haut risque?
  • Lesquels sont a risque modere/faible?
A

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
32
Q

BRCA 1 et 2

A

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, …

(BRCA pour Breast CAncer)

33
Q

Mécanismes de réparation de l’ADN (3)

A

Trois système de réparation de l’ADN, selon type de mutations/altérations:

  1. Mésappariement (« mismatch repair »)
  2. Excision (« nucleotide excision repair »)
  3. Recombinaison (« recombination repair »)

Mode d’action récessif

Mutations héréditaires dans certains syndromes familiaux de cancer

34
Q

Pouvez-vous donner un exemple de cancer pour “Mésappariement (« mismatch repair »)”?

A

Syndrome de Lynch – MSH1, MSH2, MLH1

35
Q

Pouvez-vous donner un exemple de cancer pour “Excision (« nucleotide excision repair »)”?

A

Xeroderma pigmentosum

36
Q

Pouvez-vous donner un exemple de cancer pour “Recombinaison (« recombination repair »”?

A

Cancer du sein - BRCA1 et 2

37
Q

Comment détecter les mutations: Sources possibles d’ADN?

Laquelle utilise-t-on pour BRCA1 et2?

A

Sang (celui qu’on utilise pour BRCA1 et 2)

Tissu frais

Tissu congelé

Frottis cytologiques

Tissu paraffiné
– Blocs cellulaires

38
Q

Différentes méthodes de détection des mutations (3)

A

Séquençage Sanger

PCR

Séquençage de nouvelle génération (NGS)

39
Q

Photos de coupes histologiques de lymphome de Burkitt

Ce tissu lymphoide est normal ou anormal?
Quelle cellules distinguez-vous?
Que voyez-vous d’autres? Que cela signifie-t-il?

A

anormal

Lymphocytes + mitoses + corps apoptotiques - tumeur prolifere rapidement

Lymphome de Burkitt = poliferation TRES rapide

40
Q

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) ?

A

Phosphorylation oxidative? 36 ATP/glucose

Glycolyse? 2 ATP/glucose

41
Q

Qu’est ce que les tumeurs utilisent comme metabolisme? dans quel but?

A

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…)

= Effet Warburg

42
Q

Effet Warburg

  • Favorisé par :
  • Opposé par:
A

Favorisé par : proto-oncogènes (RAS, MYC, récepteurs facteurs croissance)

Opposé par: gènes suppresseurs de tumeurs (PTEN, TP53)

43
Q

Lymphome de Burkitt

  • quelles sont les 2 variantes et leur similitudes/différences?
A

Deux variantes:

  • Endémique (africaine)
  • Sporadique

Similitudes:
- Histologie et altérations moléculaires

Différences:
- Présentation clinique et virologique

(Forme endemique: VIRUS EBV est impliqué - Virus EBV reste à l’interieur des lympho B – infection latente)

44
Q

Lymphome de Burkitt

  • quelle est la methode d activation?
A

Méthode d’activation oncogène MYC
(Proto – oncogene : facteur de translation)

Transloqué au niveau du promoteur des IGH, cause une surexpression de la protéine MYC

45
Q

Par quels tests peu-on detecter une t(8;14) comme dans un lymphome de Burkitt?

A

Test FISH
- si translocation : point jaune au lieu de seulement verts et rouges

PCR (polymerase chain reaction)

  • Technique d’amplification exponentielle ADN cible
  • Amorce specifique a un gene et fait des amplifications

Analyse de biomarqueurs moléculaires -> PCR temps reel apres microdissection et extraction de l’ADN
- Du tissu… au séquençage

PCR transciptase inverse (ARNm)
- Amorces qui vont un peu se chevaucher au niveau de la cassure entre genes IgH et MYC (qui vont dans 2 directions oposées si a eu translocation) – si a pas de translocation, va juste continuer le long du gene IgH ou encore de MYC

46
Q

Translocation 14;18

Quel est votre diagnostic?

A

Lymphome folliculaire

- Translocation BCL2

47
Q

Lymphome folliculaire

Translocation?

Juxtapose quoi?

Résultat :

A

Translocation (14;18) dans le lymphome folliculaire

Juxtapose le promoteur des immunoglobulines (IgH) à BCL-2.

Résultat : surexpression de la protéine anti-apoptique.

48
Q

Cancer et apoptose

comment evite?

A

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)
49
Q

Agents carcinogènes infectieux et leur mecanismes d action

A

Types d’agents infectieux

  • Virus ARN oncogènes (HTLV-1)
  • Virus ADN oncogène (HPV, EBV, HHV-8, HBV)
  • Helicobacter pylori

Mécanismes d’action

  • Protéines virales oncogéniques
  • Inflammation chronique
  • Intégration virale génome cellule
50
Q

VPH

Oncoprotéines virales E6 et E7

  • roles?
  • Y-a-t-il une différence entre les protéines E6 et E7 des virus HPV de bas risque (types 6,11) et de haut risque (types 16, 18)?
A

HPV E6 :

  • augmentation de l’expression de la telomerase
  • inhibition de p53

HPV E7:

  • inhibition de p21 -> entraine augmentation de CDK4/cycline D -> inhibition de Rb-E2F
  • inhibition de Rb-E2F (directement?)

E6 et E7 des virus a haut risque se lient bcp plus facilement/fortement à p53

51
Q

Nomme un marqueur specifique au cancer colorectal donc on sait que c’est une métastase dans le ganglion si la l’analyse histologique du ganglion montre ce marqueur

A

CDX-2

52
Q

Réaction IHC pour le VEGF

Qu’est-ce que le VEGF?

Par quelles cellules est-il produit?

Qu’elle est l’implication de l’angiogenèse pour la formation des métastases?

A

Qu’est-ce que le VEGF?
- Facteur de croissance

Par quelles cellules est-il produit?
- Stromales, tumorale, presque toutes

Qu’elle est l’implication de l’angiogenèse pour la formation des métastases?
- Croissance des vaisseaux – plus de vaisseaux plus metastases peuvent se propager

53
Q

Carcinome colorectal métastatique

  • compte pour ~___% des nouveaux patients
  • comment est le prognostic?
A

Carcinome colorectal (CCR) métastatique compte pour ~10% des nouveaux patients

Malgré plusieurs avancées dans le traitement, le survie médiane demeure faible (18-21 mois)

54
Q

Carcinome colorectal métastatique

  • mutation?
A

Voie de signalisation EGFR
- growth factors ex: EGF stimulent recepteur EGFR -> voie de signalisation RAS -> proliferation

  • essaye des medicaments pour cibler et inactiver recepteur EGFR mais pourtant ca ne marche pas car mutation RAS en aval qui est deja activé de facon constitutive donc medicament aura aucun effet
    = Mutations RAS confiant une résistance au traitement anti-EGFR
  • KRAS et NRAS
55
Q

Comment détecter les mutations RAS?

A 
Sources possibles d’ADN:
Sang
Tissu frais
Tissu congelé
Frottis cytologiques
Tissu paraffiné
– Blocs cellulaires

Pour ce patient:
Pas le sang car surtout des mutations somatiques et non germinale

Analyse de biomarqueurs moléculaires
- Du tissu… au séquençage (microdissection puis extraction ADN puis Séquençage de nouvelle génération (NGS) (genes multiples) ou PCR temps reel (gene unique))
= Donc prend surtout des blocs de paraffine

56
Q

NGS: Définitions

Séquençage génome complet (Whole Genome Sequencing)
- avantages et inconvenients

A

Avantages: Non-biaisée, détecte toutes mutations

Inconvénients: Coûts, sensibilité limitée

57
Q

NGS: Définitions

Séquençage exome complet (Whole Exome Sequencing)
- avantages et inconvenients

A

Avantages: Détecte tous SNV, CNV

Inconvénients: Coûts, sensibilité limitée, pas de fusion

58
Q

NGS: Définitions

Séquençage ciblée (Targeted Sequencing)
- avantages et inconvenients

A

Panel de gènes d’intérêt (10-400 gènes)

Avantages: Coûts, rapide, sensibilité

Inconvénients: Biais gènes ciblées

59
Q

Panel de gènes de « cancer »

A

Illumina TruSight Tumor 15 (TST15) panel

Plusieurs gènes peuvent être séquencés en même temps sur un même échantillon (même tube)

250 amplicons, couvrant 810 hotspots sur 15 gènes de « cancer »

60
Q

Cancer et immunité

A

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
61
Q

Mécanismes d’évasion du système immunitaire

A
  1. Sélection sous-clones peu immunogènes
  2. Réduction expression CMH classe I
  3. Immunosuppression par protéines inhibitrices (« checkpoint inhibitors »)

Pathologie et immunologie (21 decks)

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