Épigénétique Flashcards
Qu’est-ce qui permet aux cellules cancéreuses d’êtr eplus aggressive?
L’inactivation de gènes normalement actifs (P53)
Activation de gènes normalement inactifs (oncogènes)
Elles pourraient être moins efficaces pour méthyler et acétyler l’ADN, ce qui permettrait de se dé-différencier
Combien de gènes ont une empreinte parentale?
Une centaine
Qu’est-ce que l’empreinte parentale?
La méthylation d’un allèle
Une empreinte maternelle est la méthylation de l’allèle d’origine maternelle
Comment est la différentiation des cellules affectées par une marque épigénétique?
Irréversible
Effacement des marques épigénétiques
Dans l’embryons précoce pendant les 4 premiers jours p.c.
EXCEPTION: gènes avec empreinte parentale
À partir de quand est-ce qu’il y a un marquage épigénétique?
Après le stade blastocyste (différentiation des cellules de la morule)
Niveaux des marques épigénétiques
Méthylation des cytosines de l’ADN
Altération des histones
Polycomb (PC) et Trithorax (TTX)
Structure des nucléosomes
Quelle marque altère de longs segments d’ADN?
Pc et TTX
Quelle enzyme méthyle les cytosines? Qu’est-ce qu’elle fait?
DNA-methyl-transférase (DNMT)
Ajouter un méthyl (CH3) ur le 5e carbone des cytosines
Comment est-ce que la méthylation est transmise?
Synthèse d’ADN par DNA-polymérase
DNMT méthyle la cytosine sur le brin complémentaire
Qu’es-tce qui recrute DNMT?
Facteurs inhibiteurs FT-1
Permet la méthylation des cytosines suivant les guanines
Que recrutent les cytosines méthylées?
MeCP (methyl-cytosine-binding protein)
Permet une configuration + inhibitrice
Pourquoi le gène MECP est essentiel? Où est-il et que peut-il causer?
Développement de l’embryon
Chromosome X
Souvent létal pour foetus masculin et cause syndrome de Rett chez les filles. Dev normal pendant 1 an suivi d’un profond retard mental et d’une neurodégénérescence progressive
Que recrutent les MeCP?
HDAC (histones désacétylase) pour contrôler l’acétylation des histones
Nombre de pb pour 1 octamère
environ 150
Catégorisation d’acétylation
hypo-acétylation: 1 ou moins
hyper-acétylation 3 ou plus
Que change l’acétylation des histones?
Structure secondaire et tertiaire
+ acétylé = + euchromatine
Combien de molécules peuvent êtr couplées aux aa des histones pour les modifier?
Une cinquantaine
Qu’est-ce que le code des histones?
Les modification des histones qui contrôlent la transcription. La transmission entre les cellules est peu comprise
TTX active ou inactive la transcription? Pc?
TTX: active
Pc: inactive
Par quoi sont recrutés TTX et Pc?
Des histones spécifiquement modifiés
Rôle des topoisomérases
Faire glisser l’ADN sur les histones pour exposer ou cacher les promoteurs
À quoi servent les protamines?
Compaction plus dense de l’ADN que les histones. Avec les protamines, impossible de transcrire. Après la fécondation, les histones remplacent donc les protamines. Des erreurs à ce niveau sont fatales
Comment est-ce que l’ARN double-brin inhibe la transcription?
Recrutement de l’enzyme Met1 qui méthyle les CG adjacents
Contrôle pré-transcriptionnel qui est transmis aux descendants
Rôle des siRNA et lncRNA
Épigénétique de l’embryogénèse, différenciation cellulaire, transcription et carcinogenèse
Que font Pc et TTX?
Modifier le code des histones et la transcription de longs segments d’ADN
% du génome traduit en ARN et % en protéines
80%
3%
Comment sont fait les siRNA?
Formation d’ARN complémentaire à l’ADN pour faire des épingles à cheveux de dsRNA
Dans le cytoplasme les dsRNA sont reconnus par enzyme Dicer qui coupe en courts segments (18-25 nt): les siRNA
Transfert à RISC: Complexe RISC-ssRNA
Clivage de séquence homologue d’ARN
CONTRÔLE POST-TRANSCRIPTIONNEL
Nombre de miRNA
Plus de 50 000
À quoi est associée une mutation de Dicer?
Blastomes pulmonaires primitifs (cancer pulmonaire pédiatrique) et plusieurs autres cancers
Voies de mécanismes épigénétiques par ARN
miRNA
siRNA
endo-siRNA
piRNA
Nombre de lncRNA
50 000
Longueur des lncRNAs
Plus de 200nt
Que peuvent faire les lncRNAs
Moduler le code d’histones et la chromatine
Modulation par H19 et XIST
H19: IGF2
XIST: Inactivation du X
À quoi se lie les lncRNAs
mRNA
Ceci peut augmenter la demi-vie des mRNA ou activer la dégradation
Lien entre les lncRNAs et la diversité
Ils permettent une plus grande diversité de cellules et une plus grande complexité e tissus pendant l’embryogenèse
Que font ESCC et Let-7?
ESCC (miRNA) active les cascades pour l’état souche avec le facteur souche
Let-7 inhibe les cascades et provoque la différenciation
Les cellules humaines différenciées peuvent redevenir souche en introduisant des miRNAs de type facteur souche
Que fait miR1?
Il inhibe l’expression de Hand2 et d’Irx5 dans le myocarde
Surcroissance des cardiomyocytes avec hypertrophie et hyperplasie
Obstruction des cavités ventriculaires, dont mortel
Irx5 inhibe l’expression de Kcnd
Sur-expression de Irx5 occasionne une sous-expression de Kcn2 qui code pour un canal potassique
Que fait Myostatine?
Elle inhibe la croissance musculaire
miR1 reconnait l’ARNm de myostatine et la clive. Il y a alors augmentation de la masse musculaire
Nombre de gènes avec empreinte parentale
100-200
développement d’un zygote androgénétique
dvmt normal du placenta et des membres, mais désorganisé de l’embryon avec résorption rapide
développement d’un zygote gynogénétique
dvmt normal mas retardé de l’embryon avec hypoplasie placentaire sévère
Môle hydatiforme
Diploide d’origine androgénique
2 spermatozoides ou 1 qui duplique ses chromosomes dans l’Ovule
Villosités placentaires oedématiées et hyperplasiques sans embryon. Les villosités peuvent devenir maligne et causer des métastases
triploidie maternelle: phénotype
placenta hypoplasique et feotus en retard de croissance important
triploidie paternelles: phénotype
placenta volumineux avec villosités placentaires oedématiées et un embryon petit ou absent mais parfois de taille normale
Qu’arrive-t-il normalement avec les foetus triploïdes?
Ils sont souvent avortés à la fin du 2ième trimestre
Ils montrent de nombreuses malformations
Phénotypes de triploidie molaire et non-molaire
non-molaire: hypoplasie placentaire extrême, retard de croissance, hydrocéphalie
molaire: placenta très volumineux, villosités énormes et hydropiques (plus grandes que quand non-molaire), absence de foetus possible,
IGF2 avec triploidie paternelle
IGF2 est sur-exprimé
Prolifération cellulaire lors de l’embryogenèse et tumeurs lorsque enfant et adulte
Où est H19 et que fait-il?
adjacent à IGF2 sur 11p15.1 et a une expression maternelle
IGF2 avec triploidie maternelle
Sous-expression
hypoplasie placentaire sévère et retard de croissance du foetus
Ploidie des cellules tumorales
Aneuploidie (+ que 2n)
Empreinte de P57
Paternelle
Disomie du syndrome de Beckwith-Wiedmann
UDP-11pat
Comment est-ce que se produit UDP 15mat
Anomalie méiose ovocyte: 24 chromosomes donc zygote 47,+15mat
Une cellule perd un chromosome 15
Si perte de 15pa, alors les 2 chromosomes 15 sont maternels
Formes de disomies uniparentales
hétérodisomie: non-disjonction pendant M1. Les cellules possèdent chacune des 2 copies du chromosome d’un parent et aucun de l’autre
isodisomie: non-disjonction pendant M2. 2 copies identiques
Qu’est-ce que la marque d’empreinte?
La méthylation différentielle entre l’allèle paternel et maternel
Qu’est-ce que le domaine d’empreinte?
La majorité des gènes ayant un empreinte sont regroupés dans de petites régions, les domaines d’empreinte
Cause du syndrome de Prader-Willi
Absence de protéine NECDIN et SNRPN (vraisemblablement d’autres aussi)
Phénotype de syndrome de Beckwith-Wiedemann
Hémi-hypertrophie congénitale (sur-croissance de certains membres et organes, donnant une asymétrie de taille des membres) ou macrosomie symétrique, omphalocèle (fermeture incomplète de l’ombilic), macroglossie et lobes d’oreilles striés
10% de risque de développer une tumeur embryonnaire (Wilms, hépatoblastome,tumeur cortico-surrénalienne, rhabdomyosarcome et neuroblastome)
Causes du syndrome de Beckwith-Wiedemann
Surproduction de IGF2 et autres proto-oncogènes de la région 11p15.5
Disomie unipaternelle du chromosome 11
Mutation oudélétion du H19 maternel
Duplication du IGF2 paternel
Gènes du domaines 11p15.5
Plusieurs gènes avec empreinte parentale, certains avec expression maternelle et d’autres paternelle
Ce sot tous des proto-oncogènes avec expression paternelle et suppresseurs de tumeurs avec expression maternelle
H19: exprimé que sur l’allèle maternel. Transcrit en ARNm qui est digéré en miRNA qui inhibe partiellement IGF2 et au moins 4 autres proto-oncogènes
Phénotype du syndrome de Silver-Russell
Retard de croissance prénatal et postnatal sévère (hypoplasie asymétrique dans la moitié des cas) avec dysmorphismes
Causes du syndrome de Silver-Russell
Majorité des cas: anomalie en 11p15.5 (absence de méthylation de l’allèle paternel de H19 ou duplication de H19mat)
Donc surexpression d’H19 qui diminue l’expression d’IGF
10% des cas: anomalie du chromosome 7: micro-délétion ou mutation de l’allèle 7p11.2-p13 pat ou UDP-7 mat (pas matière à examen)
Le X de quel parent est lié à des risques de malformation cardiaque de cou palé et de difficulté de language avec le syndrome de Turner?
Maternel
Maladies avec grossesses conçues après stimulation ovarienne et fécondations in vitro
taux plus élevé de maladies liées à l’empreinte parentale
BWS et SRS 10 fois plus fréquents dans FIV
Induit par l’anomalie de l’établissement de l’empreinte pendant la gamétogenèse (prédisposent les couples à l’infertilité)
Quels mécanismes épigénétiques sont particulièrement affectés par les cellules cancéreuses?
DNMT et HDAC
Ils peuvent être augmentés ou diminués pour inhiber un gène supresseur de tumeur ou activer des proto-oncogènes par hasard
Qu’est-ce qu’il est maintenant possible de diagnostiquer moléculairement?
Adénomes colo-rectaux (tumeurs pré-cancéreuses) et adénocarcinomes colo-rectaux
Leurs cellules méthylent certains gènes
On évaluerait donc le profil de méthylation plutôt que de faire une coloscopie
Thérapies épigénétiques en oncologie
Médicaments qui inhibent DNMT et HDAC: Des supresseurs de tumeurs sont souvent réactivés, incluant p53
Les miRNA peuvent être oncogéniques (oncomir) ou être suppresseurs de tumeurs. Même s’Ils sont importants, le fait que leur effet soit différent selon le tissu/tumeur rend leur utilisation difficile
Qu’entraîne le manque de calories pendant la grossesse?
risque d’obésité, arthrosclérose et de maladies coronariennes à l’âge adulte
Il y a une augmentation du risque sur plusieurs générations
Quelle sont la cause et l’effet la maladie de Huntington et le syndrome du X-fragile? Quel est le nouveau triatement?
Une mutation qui génère une protéine cytotoxique
CAG donne glutamine, qui forme la huntingtine
Depuis 2015, des miRNA reconnaissent spécifiquement les ARNm mutés qui produisent ces protéines (sans reconnaître l’allèle normal)
Comment fonctionne CRISPR-Cas9
Un sgRNA (single-guide RNA) fait un complexe avec l’enzyme Cas9. Le sgRNA reconnait et lie l’ADN complémentaire et Cas9 coupe les 2 brins d’ADN. S’il n’y a pas d’ADNdb, la réparation n’est pas parfaite: micro-délétion ou micro-insertion. Ces changements inactivent l’allèle (knock out)
Si un ADNdb complémentaire aux deux extrémités est ajouté, la machinerie l’utilise comme gabarit pour réparer. On répare desmutations ou on insère de nouveaux gènes contrôlés par le promoteur du gène d’intérêt. (knock in)
Sur des embryons humains, CRISPR-Cas9 perturbe énormément le génome avec de mauvais résultats
Utilisation de CRISPR-Cas9 avec les lymphocytes T
On inactive les deux allèles de PD-1 des lymphocytes T et on réinjecte les lymphocytes. Ceci permet de tuer les cellules malignes
Modifcation possible de CRISPR-Cas9
Inactivation des 2 sites enzymatiques qui coupent l’ADN. On introduit un site dé-aminase. Ceci permet de convertir une cytosine en thymine, ce qui peut réparer une mutation ponctuelle.
Le contrôle par les mécanismes épigénétiques de quelle transition est impliqué dans les cancers?
Épithélio-stromale
