Épigénétique Flashcards
chromatine = ?
ADN + tous les changements liés à l’ADN
ADN + échaffaudage de protéines, incluant: - facteurs de transcription
- histones
si toutes les cellules de notre corps partagent exactement la même information génétique (à l’exception des lymphocytes), comment fait-on pour avoir différents types de cellules avec des fonctions très différentes ?
Une cellule embryonnaire doit donc se différencier en activant les gènes requis pour sa fonction, et en inactivant ceux qui ne lui sont pas nécessaires
. Ces gènes doivent être inactivés de façon permanente => évite involution et que cellule déjà différenciée se différencie en un autre type cellulaire
contrôle de la différenciation est initialement enclenché par … + les fonctions de ces composantes?
facteurs de transcription
- activent ou inhibent les gènes développementaux,
- par la suite, modifient la chromatine de façon à ce que les gènes d’une cellule (et par le fait même de ses descendantes) demeurent actifs ou inactif, et ce de façon constante jusqu’à la mort de l’individu.
modifications engendrés par facteurs de transcription sont de quel type?
+ elles contrôlent quoi?
modifications de la chromatine = des changements épigénétiques, et ce sont ces modifications qui contrôlent la transcription
qu’est-ce que l’évolution clonale?
les mécanismes responsables de la transmission de ces modifications épigénétiques deviennent défectueux, ce qui permet aux cellules cancéreuses d’inactiver des gènes normalement actifs (p. ex., P53), et d’activer des gènes qui devraient normalement être inactifs (p. ex., des oncogènes); ces perturbations épigénétiques permettent aux cellules cancéreuses de devenir de plus en plus agressives.
gènes suivant la notion d’empreinte parentale = ?
gènes ne suivaient pas les lois de Mendel: l’expression (la transcription) des allèles ce ces gènes était influencée par leur origine parentale.
à quoi empreinte parentale fait référence?
+ un exemple de la dissonance entre empreinte et expression
la méthylation de l’allèle. Une empreinte maternelle indique que l’allèle d’origine maternelle est méthylé: cet allèle méthylé n’est donc pas transcrit, d’où l’expression paternelle.
Les modifications épigénétiques de la chromatine contrôlent la transcription, et sont caractérisés par quatre principes fondamentaux:
- une marque épigénétique doit altérer la chromatine, sans changer la séquence de nucléotides de l’ADN;
- une marque épigénétique doit être transmise fidèlement d’une cellule à toutes ses descendantes - cette caractéristique garantit que la différenciation est irréversible;
- ces marques doivent être effacées dans les cellules de l’embryon précoce (pendant les 4 premiers jours post-conception, soit avant le stade de blastocyste; notez que les gènes sujets à une empreinte parentale constituent une exception à cette règle);
- après le stade blastocyste (avec la différenciation des cellules de la morule en bouton embryonnaire et en trophoblaste) les cellules de l’embryon recommencent à marquer leur chromatine, selon leurs voies de différenciation.
Les marques épigénétiques peuvent se faire à quatre niveaux:
impact local vs. bcp de segments?
- méthylation des cytosines de l’ADN
- altérations des histones
- protéines Polycomb (Pc) et Trithorax (TTX)
- structure des nucléosomes.
La méthylation des cytosines et les altérations des histones ont un impact local, alors que les protéines Pc et TTX contrôlent de longs segments d’ADN comportant plusieurs gènes.
- Méthylation des cytosines
que s’agit-il?
comment ça se transmet aux cellules descendantes? (3 étapes)
impact de la méthylation sur transciption?
que s’agit-il : L’enzyme DNA-méthyle- transférase (DNMT) peut ajouter un méthyle (CH3) sur le 5e carbone des cytosines (m5C).
comment ça se transmet aux cellules descendantes? (lors de la synthèse d’ADN)
avant synthèse: Les deux brins d’ADN méthylés sont dénaturés en ADN simple-brin (ssDNA).
pendant synthèse: La DNA-Pol transforme chacun des brins de ssDNA en dsDNA; notez que le brin original est méthylé, et que le brin neuf ne l’est pas.
après synthèse: Le DNMT est intimement lié à la machinerie de synthèse de l’ADN: dès qu’il reconnaît une cytosine méthylée sur un brin, il méthyle la cytosine sur le brin complémentaire.
(Des facteurs de transcription inhibiteurs (FT-I) recrutent le DNMT, ce qui occasionne une méthylation des cytosines qui sont immédiatement suivies d’une guanine)
impact de la méthylation sur transciption?
La méthylation des cytosines inhibe la transcription
oxydation des cytosines spontanée en Uracil (qui agiront en thymines ) est la cause la plus importante de quoi
Cette oxydation des Cytosines est la cause la plus importante de mutations ponctuelles, en génétiques et en oncologie.
qu’est-ce que les cytosines méthylées recrutent pour s’assurer de l’inhibition de la transcription?
MeCP (Methyl-cytosine-binding protein) = grosses protéines sont plus efficaces que le groupe méthyle à lui-seul pour empêcher la liaison des gènes avec des facteurs de transcription activateurs: cette configuration de la chromatine est plus inhibitrice.
MeCP est essentiel pour quoi + où se situe t-il?
Le MECP est essentiel pour le développement de l’embryon5. Ce gène est situé sur le chromosome X, et sa transmission est dominante.
vrai ou faux. la méthylation des cytosines peut à elle seule empêcher la reconnaissance de ces gènes par d’autres facteurs de transcription, empêchant ainsi leur transcription.
vrai - mais avec le MeCP l’inhibition par méthylarion est plus efficace
Les MeCP recrutent à leur tour quel enzyme et cela permet de faire le lien avec quel niveau de marquage épigénétique?
Les MeCP recrutent à leur tour l’enzyme HDAC (histone désacétylase) - ainsi, la méthylation de l’ADN contrôle l’acétylation des histones.
acétylation des histones
histone est hypo-acétylée lorsqu’elle possède … ,et qu’elle est hyper-acétylée lorsqu’elle en possède …
+ impact de l’acétylation
histone est hypo-acétylée lorsqu’elle possède < (=) 1 acétyle, et qu’elle est hyper-acétylée lorsqu’elle en possède (=) > 3.
L’acétylation des histones altère leur structure secondaire et tertiaire: plus les histones sont acétylées, et plus elles adoptent une configuration d’euchromatine, et donc, plus les gènes sur lesquels elles sont localisées sont facilement transcrits.
énumères changements que peut subir chacune des histones (chaque aa des histones) – plus conséquence
Chacune des histones peut être modifiée par l’addition d’un groupe méthyle, acétyle, phosphore, ribose, ubiquitine, biotine, sumo,
Une cinquantaine de molécules peuvent être couplées aux acides aminés des histones, générant des dizaines de milliers de possibilités moléculaires contrôlant la transcription au niveau des histones
qu’est-ce que le code d’histones?
modifications des histones contrôlent la transcription ( peuvent soit ouvrir ou compacter la chromatine, pour activer ou inhiber sa transcription)
Polycomb et Trithorax
que sont-elles?
action sur la transcription et code d’histones?
qui les recrutent?
Pc et TTX sont deux grandes familles de protéines.
TTX active la transcription sur de longs segments d’ADN,
Pc inactive transcription, contrôlant ainsi l’expression de plusieurs gènes contigus.
Les Pcs et les TTXs sont généralement recrutés par des histones spécifiquement modifiées (code d’histone); de même,
les Pcs et les TTXs peuvent modifier le code des histones.
les 2 fonctions de la trithorax (TTX)
peut prendre un trançons de chromosome et l’activer en euchromatine
+ fonction topoïsomérase roule/déroule ADN autour des histones pour activer ou inhiber le gène
après fécondation, qu’arrive-t-il à l’ADN paternel?
l’ADN paternel se défait des protamines pour s’associer aux histones. Cette association doit être parfaite afin d’assurer que les gènes requis puissent être accessibles; les mécanismes qui contrôlent cette association sont incompris, mais ils constituent un des miracles de la vie - des erreurs à ce niveau sont vraisemblablement fatales.
action de l’ARN dans la méthylation + impact sur la transciption
L’ARN double-brin (dsRNA - double stranded RNA) peut inhiber la transcription des gènes, puisqu’il se lie à la séquence d’ADN complémentaire où il recrute l’enzyme Met1 qui méthyle les CG adjacents.
cascade dsRNA / Met1
caractéristiques:
- véritable mécanisme épigénétique: la méthylation des CG est transmise de la cellule marquée à toutes ses descendantes, sans requérir la présence subséquente de dsRNA – - cette méthylation inhibe la transcription des gènes
- constitue un contrôle pré- transcriptionnel.
cascade dsRNA / Met1
caractéristiques:
- véritable mécanisme épigénétique: la méthylation des CG est transmise de la cellule marquée à toutes ses descendantes, sans requérir la présence subséquente de dsRNA – - cette méthylation inhibe la transcription des gènes
- constitue un contrôle pré- transcriptionnel. Ce mécanisme contraste avec les autres modes de contrôle de la transcription via les ARN qui modulent la transcription via la machinerie de traduction (le contrôle post-transcriptionnel).
commentaire sur cycle d’inhibition de la transcription:
on peut entrer dans le cycle d’inhibition de la transcription par plusieurs mécanismes –>
(méthylation des cytosines, désacétylation des histones et autres changements du code d’histones, recrutement de Pc et dsRNA), mais quel que soit le point d’entrée, on active tous les autres mécanismes:
=> Il s’agit d’une double-assurance: lorsqu’il est décidé d’inactiver un gène, ce gène est irrémédiablement inactivé dans cette cellule et dans toutes ses descendantes afin de s’assurer que la cellule ne puisse jamais se dé-différencier.
méthylation des cytosines peut altérer le code d’histones, que les histones modifiées peuvent recruter le DNMT pour méthyler les cytosines, que les modifications d’histones peuvent recruter des Pcs ou des TTXs, et que certaines Pcs et TTXs peuvent modifier les histones
quels ARN ont un rôle crucial dans le contrôle épigénétique de la transcription pendant l’embryogenèse, la différenciation et la carcinogenèse ?
les siRNA, miRNAs, Piwi-interacting-RNAs (piRNA), long non- coding RNAs (lncRNAs) et circular-RNAs (circRNAs)
Les … sont impliqués dans essentiellement toutes les cascades développementales de l’embryogenèse normale, et leur rôle dans le cancer est donc du plus grand intérêt.
Les ARN-i (ARN- inhibiteurs) sont impliqués dans essentiellement toutes les cascades développementales de l’embryogenèse normale, et leur rôle dans le cancer est donc du plus grand intérêt.
commentont peut générer des siRNAS
- L’ADN peut générer un ARN complémentaire à lui-même, formant une ou plusieurs « épingle(s) à cheveux » de dsRNA.
- De même, lorsque les deux brins d’un même segment d’ADN sont transcrits, ils sont complémentaires et leur liaison forme un dsRNA.
dans le cytoplamse, les dsRNA sont reconnus par quel enzyme + quel est son rôle?
s dsRNA sont reconnus par l’enzyme Dicer. Dicer les coupe en courts segments de dsRNA de 18-25 nt: les siRNA (short inhibitory RNA).
destin des siRNA (produits par Dicer)
réponse inclut rôle + complexe formé de siRNA et d’une autre molécule
transférés à RISC: lorsque le complexe RISC-ssRNA (ARN simple-brin) reconnaît une séquence d’ARN complémentaire, il la clive (voir diagramme ci-bas); cette destruction de l’ARNm empêche donc la traduction de cet ARNm en protéine - il s’agit donc d’un contrôle post-transcriptionnel.
Le dsRNA peut inhiber la production de protéines via …
Le dsRNA peut inhiber la production de protéines via Dicer / RISC.
une mutation de Dicer est associée à …
au blastomes pulmonaires primitifs (une tumeur pulmonaire pédiatrique très rare caractérisée par une prolifération de cellules blastiques indifférenciées) et à plusieurs autres cancers.
vrai ou faux.
Les lncRNAs peuvent moduler le code d’histones et la chromatine. + exemple de lncRNAs avec leur fonction si vrai.
vrai
H19 et XIST sont deux lncRNA, et ils modulent respectivement IGF2 et l’inactivation du X.
impact de la liaison entre lncRNAs et ARNm sur l’ARNm
Les lncRNAs se lient à des mRNA; cette liaison peut soit augmenter la demi-vie de ces mRNA (leur permettant de produire plus de protéines par transcrit de mRNA), soit activer leur dégradation (ce qui constitue une forme d’inhibition post-transcriptionnelle).
Les lncRNA ont un rôle primordial dans ….
+ impact du nbre de lncRNAs dans ces sphères
le développement embryonnaire et l’organogenèse
complexité des organes augmente proportionnellement avec l’augmentation du nombre et de la variabilité différents lncRNAs retrouvés dans ces organes: il semble que les lncRNAs permettent de générer une plus grande diversité de cellules et une plus grande complexité de tissus pendant l’embryogenèse.
Les actions opposées des miRNAs ESCC et Let-7 dans l’état cellule souche / différenciée
Let-7 et ESCC font partie de deux familles de
miRNAs qui ont des effets qui s’opposent dans le contrôle de l’équilibre entre l’état souche et la différenciation: l’expression de ESCC active les cascades qui déterminent l’état souche, alors que** Let-7 les inhibe, provoquant la différenciation** des cellules souches.
rôle de la myostatine
- que produit myostatine muté
inhibe la croissance musculaire
produit masse musculaire très augmentée.
rôle de miR1 en lien avec la myostatine
miR1 reconnait gène muté de myostatine
théorie de Mendel ( que les gènes sont exprimés sans préférence quant à leur origine parentale: ils semblaient exprimés avec la même efficacité, qu’ils proviennent d’un chromosome paternel ou d’un chromosome maternel.) ne fonctionnne pas pour environ combien de gènes humains
– qu’est-ce qui remplace la théorie et comment on l’explique?
100-200 gènes chez les humains (0,5 à 1% de nos gènes
empreinte parentale ==> certains gènes ne sont transcrits que lorsqu’ils sont d’origine maternelle, alors que d’autres ne le sont que sur l’allèle d’origine paternelle - exprimés à partir des deux allèles, mais avec un certain biais, favorisant soit l’allèle maternel, soit l’allèle paternel
Preuves de l’empreinte parentale:
1. Transplantation de pro-nucléi dans des ovules de souris:
zygotes androgénétiques13 (2 noyaux paternels, 0 maternel): développement relativement normal du placenta et des membranes, mais développement très désorganisé de l’embryon avec résorption rapide;
zygotes gynogénétiques (2 noyaux maternels, 0 paternel): développement relativement normal mais retardé de l’embryon, avec hypoplasie placentaire très sévère;
Preuves de l’empreinte parentale:
1. ‘équivalent de l’expérience de transplantation de pro- nucléi chez la souris chez l’humain = ? + explication
môle hydatiforme complète est diploïde, d’origine androgénétique = le résultat d’une fécondation par deux spermatozoïdes, ou d’un seul qui duplique chacun de ses chromosomes une fois qu’il a pénétré dans l’ovule.
produit de conception caractérisé par des villosités placentaires œdématiées et hyperplasiques, sans embryon
villosités peuvent devenir maligne, et éventuellement causer des métastases.
môle => ovocyte perd son noyau
produit zygote avec 46 chromosomes que paternels
Preuves de l’empreinte parentale:
- Phénotypes des conceptions triploïdes (69 chromosomes) chez les humains - deux sortes très distinctes:
- les triploïdies maternelles (deux haploïdes maternels, et un paternel),
caractérisées par des placentas très hypoplasiques et des fœtus avec un retard de croissance très important; - les triploïdies paternelles (deux haploïdes paternels, et un maternel) caractérisées par des placentas volumineux avec des villosités placentaires œdématiées, et un embryon souvent très petit ou absent, mais parfois de taille relativement normale.
Les fœtus issus de grossesses triploïdes, qu’elles soient d’origine maternelle ou paternelle, montrent de nombreuses malformations:
+ que leur arrive-t-il?
fentes palatines, malformations du cerveau et du cœur, kystes rénaux et syndactylie entre les 3e et 4e doigts et orteils. Ces grossesses sont presque toujours avortées de façon spontanée avant la fin du 2ème trimestre.
triploïdie non molaire = maternelle ou paternelle
triploïdie molaire = maternelle ou paternelle
triploïdie non molaire = maternelle
triploïdie molaire = paternelle
rôle de IGF2 et H19 + lien avec triploïdies
IGF2 - facteur de croissance qui active prolifération cellulaire de plusieurs organes lors d’embryogénèse
H19 - frein de croissance => inhibe expression de IGF2
lors de triploïdie paternelle - qu’un seul H19 pour deux IGF2 –> surexpression => croissance anormale du placenta dans les môles partielles
lors de triploïdie maternelle - 2 H19 pour 1 IGF2 donc y’a sous-expression d’IGF2 => retard de croissance sévère du foetus
P57 a quel type d’empreinte?
P57 a une empreinte paternelle)
Rétention post-mortem (diploïdes: 1 pat + 1 mat) + lien avec P57:
certaines villosités sont volumineuses et œdématiées (hydropiques). Puisqu’il y a une composante chromosomique maternelle, le cytotrophoblaste exprime le P57 (P57 a une empreinte paternelle).
Môle partielle (triploïde: 2 pat + 1 mat) + lien P57
il y a plus de villosités hydropiques que dans la rétention post-mortem. Le cytotrophoblaste exprime le P57
Môle partielle (triploïde: 2 pat + 1 mat) + lien P57
il y a plus de villosités hydropiques que dans la rétention post-mortem. Le cytotrophoblaste exprime le P57
Môle complète (diploïde: 2 pat, 0 mat):
les villosités sont extrêmement volumineuses (jusqu’à 5 mm de diamètre) et très hydropiques. Le cytotrophoblaste n’exprime pas le P57 (mais le P57 est exprimé dans le syncytiotrophoblaste et dans la déciduale - l’empreinte parentale du P57 est restreinte à certains tissus).
Preuves de l’empreinte parentale:
- Expression phénotypique de certaines disomies uniparentales (UPD) chez les souris et les humains14 - explications + syndromes associés
le chromosome est présent en deux copies, mais ces deux copies proviennent du même parent. Par exemple, le syndrome de Prader-Willi (UPD-15mat), d’Angelman (UPD- 15pat), et le syndrome de Beckwith-Wiedemann (UPD-11pat).
Dans les disomies uniparentales, il y a hétérodisomie lorsque la non-disjonction survient pendant la première division méiotique (M1):
Lorsque la non- disjonction survient pendant M2, il y a isodisomie:
il y a hétérodisomie lorsque la non-disjonction survient pendant la première division méiotique (M1): les cellules possèdent chacune des deux copies du chromosome d’un parent, et aucune de l’autre parent.
Lorsque la non- disjonction survient pendant M2, il y a isodisomie: les cellules possèdent deux copies identiques du chromosome.
hétérodisomie vs. isodisomie en termes de survie :
L’hétérodisomie est beaucoup plus fréquente que l’isodisomie, peut-être parce qu’elle est moins léthale, car dans l’hétérodisomie, les gènes récessifs létaux ne sont pas identiques sur cette paire de chromosome.
les “domaines d’empreinte” = ?
“centres d’empreinte” = ?
petites régions chromosomiques où la majorité des gènes soumis à une empreinte parentale sont regroupés
“centres d’empreinte”, c’est à dire des gènes qui sont méthylés différemment sur l’allèle paternel vs l’allèle maternel.
méthylation différentielle (“marque d’empreinte”) – allèle maternel vs. paternel contrôle quoi
contrôle l’expression de ces allèles, et cette expression à son tour contrôle l’expression de tous les gènes inclus dans cette région.
( on parle des gènes qui sont méthylés différemment sur l’allèle paternel vs l’allèle maternel)
qui suis-je ?
je dois être effacée et réinstituée lors de la gamétogenèse + pk?
marque d’empreinte
de façon à ce que la marque qu’un individu met sur ses chromosomes reflète son sexe, et non celui de ses parents (de façon à ce qu’un père qui transmet à ses spermatozoïdes un chromosome qui lui venait de sa mère le marque comme étant de lui (i.e., paternel), et non comme s’il était maternel)
vrai ou faux.
les allèles des 2 parents sont initialement généralement transcrits de façon identique. - si vrai - expliques quand leur transcription devient différente
vrai
ce n’est que plus tard (une fois que les allèles sont méthylés, acétylés et autrement modifiés) que leur transcription sera différente.
Syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS):
caractéristiques:
anomalies explquées par …
maladie est rare
caractérisée par une hémi-hypertrophie congénitale (avec sur-croissance de certains membres et organes, donnant une asymétrie de taille des membres)
ou une macrosomie symétrique,
une omphalocèle (fermeture incomplète de l’ombilic avec viscères extra- abdominaux néanmoins recouverts de peau ou d’amnion, suite à l’hépatomégalie),
une macroglossie et des lobes d’oreilles striés.
Viscéromegalie: surrénales, reins, foie, coeur, pancréas, gonades
Ces enfants ont un risque de 10% de développer une tumeur embryonnaire
Ces anomalies sont expliquées par une surproduction de la protéine IGF2 et d’autres proto-oncogènes inclus dans la région 11p15.5.
nommes trois différents cas de constitution chromosomique qui bène au syndrome de Beckwith-Wiedemann :
- Disommie unipaternelle du chromosome 11 => les 2 chromosomes 11 sont paternels –> deux allèles d’IGF2 subissent aucun contrôle par H19 car absnete => surexpression d’IGF2 qui expplique viscéromégalie + susceptibilité aux cancers
- H19 maternel est muté ou délété => surexpression d’IGF2
- IGF2 paternel est dupliqué sur le chromosome paternel mais H19 demeure constant => surexpression d’IGF2
domaine 11p15.5 contient plusieurs gènes avec …
+ commentaires sur les gènes d’expression paternelle vs. maternelle de cette région:
empreinte parentale, certains avec une expression maternelle, d’autres avec une expression paternelle.
gènes = proto-oncogènes lorsqu’ils ont une expression paternelle,
gènes = suppresseurs de tumeurs lorsque leur expression est maternelle.
c’est toujours l’allèle paternel actif qui cause une croissance
et l’allèle maternel actif qui cause un frein
Syndrome de Silver-Russell (SRS)
- caractéristiques:
- cause du syndrome:
Également très rare
retard de croissance prénatal et postnatal sévère (avec hypoplasie asymétrique des membres dans la moitié des cas) en association avec plusieurs dysmorphismes.
Il est le résultat d’une anomalie en 11p15.5 dans la majorité des cas (soit une absence de méthylation de l’allèle paternel de H19, ou d’une duplication du H19mat), ce qui cause une surexpression d’H19 qui diminue l’expression d’IGF2 - vous remarquerez qu’il s’agit de l’inverse du syndrome de Beckwith-Wiedemann.
… des patients atteints de BWS développent des tumeurs
5%
10% de développer une tumeur embryonnaire (Wilms, hépatoblastome, tumeur cortico-surrénalienne, rhabdomyosarcome et neuroblastome).
gène H19 de la région 11p15.5 - description:
n’est exprimé que sur l’allèle maternel; H19 est transcrit en ARNm, mais cet ARNm n’est pas traduit en protéine. Cet ARNm est digéré en miRNA, et ce miRNA inhibe partiellement l’action d’IGF2 et d’au moins 4 autres proto- oncogènes
Dans environ …% des cas, le SRS découle d’une anomalie du chromosome 7: par … ou mutation de l’allèle 7p11.2-p13pat, ou … .
Dans environ 10% des cas, le SRS découle d’une anomalie du chromosome 7: micro-délétion ou mutation de l’allèle 7p11.2-p13pat, ou UPD-7mat.
Syndrome de Turner: - 45,Xmat vs. 45,Xpat
les patientes à 45,Xmat sont plus à risque d’avoir une malformation cardiaque, un cou palmé et des difficultés de langage que les 45,Xpat. Il semble donc que un ou plusieurs gènes du chromosome X sont sujets à une empreinte parentale, avec expression paternelle requise pour enclencher un développement normal.
Empreinte parentale et Fécondation In Vitro:
+ syndromes impactés
taux de maladies liées à une empreinte parentale anormale est augmenté dans les grossesses conçues après stimulation ovarienne pour enclencher l’ovulation ou une poly-ovulation, et dans les fécondations in vitro
BWS et le SRS sont tous les deux 10 fois plus fréquents dans les FIV;
causées par une anomalie de l’établissement de l’empreinte pendant la gamétogenèse (ces anomalies prédisposent ces couples à l’infertilité), plutôt qu’à une anomalie induite par la technique de FIV
Empreinte parentale et cancer -
hypothèse :
compétition parentale: préférable pour les mâles (de toutes les espèces) d’avoir les enfants les plus gros possibles – > mâles” marquent leurs chromosomes afin de promouvoir l’expression de facteurs de croissance (proto- oncogènes)
“femelles” veulent des enfants assez gros, sans être obligées d’y laisser leur peau; elles expriment donc des gènes qui inhibent les proto-oncogènes d’origine paternelle
conséquence de perte de l’empreinte parentale sur progression du cancer et pk?
. La perte de cette empreinte résulte en l’expression des deux allèles oncogéniques, favorisant la progression d’un cancer.
relâchement de l’empreinte dans de nombreux cancers:
- Les proto-oncogènes sont ainsi réactivés permettant l’évolution de clones plus agressifs
- La DNA-méthyl-transférase est moins
active dans de nombreux cancers = > enzyme est responsable de la méthylation (i.e., de l’inactivation) de nombreux proto-oncogènes, son absence favorise la ré-activation de ces proto-oncogènes
probable que les cellules cancéreuses sont moins efficaces pour méthyler et acétyler l’ADN, et ces changements permettraient aux cellules cancéreuses de se “dé-différencier” pour devenir plus agressives (pour exprimer des gènes favorables à la prolifération et à l’envahissement des tissus sains, i.e., de métastases).
Les perturbations épigénétiques (au début de carcinogenèse ) impliquent particulièrement le DNMT et l’HDAC, dont l’expression peut être augmentée ou diminuée - expliques:
augmentation de l’une ou de l’autre de ces deux enzymes inhibe l’expression de gènes de façon non- spécifique; si cellule inhibe un gène suppresseur de tumeur, sa croissance peut être favorisée.
Si l’expression du DNMT ou de l’HDAC est diminuée, la cellule peut ré-activer certains gènes de façon non-spécifique - si des proto-oncogènes, des facteurs de croissance vasculaire, la télomérase ou des gènes favorisant la métastase, le potentiel d’agressivité de cette cellule peut augmenter.
les altérations épigénétiques surviennent au tout début de la carcinogenèse - impact sur le diagnostic:
il est maintenant possible de diagnostiquer moléculairement et de façon précoce l’apparition d’adénomes colo-rectaux (tumeurs pré-cancéreuses) et d’adénocarcinomes colo-rectaux
apparence cellule normale vs. cellule d’adénomes/d’adénocarcinomes:
cellules normales ont un profil de méthylation normal, alors que les cellules des adénomes et des adénocarcinomes hyper- méthylent certains gènes.
Thérapie épigénétique - Oncologie
quels types de médicaments + leur fonction
des médicaments qui inhibent le DNMT et l’HDAC sont utilisés dans le traitement du cancer:
ces médicaments réactivent des gènes de façon non-spécifique, et l’on a remarqué qu’il est fréquent que des gènes suppresseurs de tumeurs sont ainsi réactivés.
la réactivation d’un de leur allèle (p. ex., P53) permet d’exprimer la protéine P53 qui enclenche le suicide de cette cellule. (car expression récessive)
mode de thérapie est encore expérimental, mais semble prometteur
miRNAs et cancer
Les miRNAs sont exprimés de façon différente dans les tissus sains / cancéreux, et ils sont impliqués dans l’angiogenèse tumorale et le développement de métastases. Les miRNAs peuvent être oncogéniques (les “oncomirs”), ou agir comme suppresseurs de tumeurs, selon qu’ils inhibent des anti-oncogènes ou des oncogènes.
=> effets antagonistes complique leur utilisation dans le traitement du cancer
Thérapie épigénétique - Neurologie - maladie de Hungtington + syndrome du X-fragile:
maladie de Huntington et le syndrome du X-Fragile résultent d’une mutation qui génère une protéine cytotoxique
Depuis ~ 2015, des miRNA reconnaissant spécifiquement les ARNm mutés qui produisent ces protéines (sans reconnaître les ARNm de l’allèle normal) sont utilisés en clinique, et sont très prometteurs.
miARN reconnaît l’allèle anormal (CAG = Glut > 35) → détruit l’ARN anormal
→ empêche la formation de HUNTINGTINE mutée → empêche l’accumulation de la protéine
cytotoxique
CRISPR-Cas9 - implications dans épigénétiques:
permet …
explication du mécanisme:
- permet aux bactéries de
détruire l’ADN de virus, et il est maintenant utilisé en clinique
permet d’inactiver les allèles d’un gène muté
Système CRISPR-CAS9. Un sgRNA (single-guide RNA) fait un complexe avec l’enzyme CAS9 (B). Le sgRNA reconnaît et lie l’ADN complémentaire, et Cas9 coupe les deux brins d’ADN (C et D).
Une fois l’ADN coupé, la machinerie de réparation tente de relier les segments coupés. S’il n’y a pas de segment d’ADNdb pour effectuer cette réparation (E), alors la réparation n’est pas parfaite : il y a généralement une micro-délétion de la région coupée, ou une micro- insertion. Ces changements inactivent l’allèle remanié (équivalent à un knock out).
Si un segment d’ADNdb complémentaire aux deux extrémités est ajouté au système (F1), la machinerie de réparation l’utilisera comme gabarit pour réparer la coupure (F2). On peut ainsi réparer des mutations ou insérer des nouveaux gènes contrôlés par le promoteur du gène d’intérêt (équivalent à un knock in).
Il faut savoir que CRISPR-Cas9 perturbe énormément le génome lorsque la technique est effectuée sur des embryons humains, avec des résultats catastrophiques.
On peut également modifier Cas9 - comment:
En inactivant les 2 sites enzymatiques qui coupent l’ADN, le complexe se lie à la séquence d’ADN complémentaire, sans la couper.
Si on introduit un site enzymatique de type dé-aminase, le complexe convertira une Cytosine en Thymine, ce qui peut réparer une mutation ponctuelle.
Transmission inter-générationnelle
- épigénétique:
Stress:
- impact comportemental, cognitif, Ψ-pathologique;
- contrôle épigénétique du gène du cortisol
Nutrition (disette – «empreinte nutritionnelle»):
- croissance, obésité, diabète, LDL-HDL et
cholestérol, athérosclérose, hypertensio
