sujet 4 Flashcards

1
Q

Quelle est la différence entre les cultures primaires et secondaires de tissus normaux ?

A

Les cultures primaires sont les cellules prélevées à partir de tissus et maintenues en culture pour quelques jours ou semaines (se divisent pas ou très peu). Elles ne se propagent pas. Les cultures secondaires, sont quant à elle, capables de divisions cellulaires in vitro, et peuvent être propagées.

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2
Q

Qu’est-ce qu’un passage (culture secondaire)?

A

Les cellules comme elles se divisent, tapissent le fond du pétri jusqu’à confluence où elles tapissent le fond du pétri (jusqu’à 100%). Après, on redilue les cellules, pour qu’elles se propagent. On divise le pétri en 3 pétris pour produire le plus de cellules possible.

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3
Q

Est-ce que les cellules de la culture secndaire se divise à l’infini?

A

Non, elles cessent de se diviser, après environ 50 divisions, à cause du principe de sénescence. (raccourcissement des télomères, dommages à l’ADN)

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4
Q

Est-il possible de cultiver des cellules “immortelles”?

A

Oui, on les appelle les “lignées” de cellules. Elles prolifèrent très rapidement, et expriment la télomérase. Elles sont souvent prélevées, de tumeurs. Elles meurent difficilement, à cause de leur croissance rapide.

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5
Q

Qu’est-ce que la lignée de cellules Hela ?

A

C’est la première lignée de cellules prélevées d’une tumeur cervicale sur la patiente Henrietta Lacks, en 1951. Elles ont été cruciales pour la recherche, on a développé le vaccin contre la polio avec ces cellules, on a fait du clonage, etc.

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6
Q

Quel est le litige avec les cellules Hela ?

A

La patiente sur laquelle les cellules ont été prélevées, sans son consentement et la famille apprend l’existence des cellules, seulement en 1973. En 2013, le génome complet de ces cellules a été rendu accessible au pulic, mais est retiré après l’inquiétude de la famille. Après avec le consentement de la famille, la séquence est accessible au public, mais sous accès restreint. En 2021, la famille poursuit Thermo-Fisher, pour avoir utilisé les cellules sans leur consentement.

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7
Q

Quels sont les deux approches envisagées pour modifier la fonction d’un gène ?

A

La surexpression ou la suppression (knock-out, knock-down).

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8
Q

Comment faire la surexpression d’un gène ?

A

On clone la partie codante du gène d’intérêt dans un vecteur d’expression (dans MCS). Ces vecteurs ont des promoteurs forts et constitutifs qui permettent la surexpression du gène. Ensuite, ce vecteur est transfecté dans les cellules en culture et on peut observé la surexpression du gène. Dans ces vecteurs, il y a également des marqueurs de résistance (de sélection).

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9
Q

Qu’est-ce que Pcmv ?

A

C’est un promoteur viral d’un vecteur d’expression qui permet de surexprimer le fragment placé en aval.

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10
Q

Comment est-il possible d’insérer le vecteur d’expression dans la cellule afin de permettre la surexpression de notre gène d’intérêt ? (4 méthodes)

A

La transfection (précipités de sels ou liposomes), l’infection (virus spécialisé), l’électroporation, la micro-injection (dans le cytoplasme).

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11
Q

Qu’Est-ce que la méthode de précipités de sels ?

A

L’ADN est sous forme solide, et la cellule finit par ingérer l’ADN.

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12
Q

Quels sont les limites de la transfection ?

A

Certains types cellulaires sont difficiles à transfecter. De plus, les plasmides ne sont pas tous répliqués de façon épisomale chez les eucaryotes (ils vont exister dans la cellule et être dégradé après certaines divisions), donc c’est seulement une transfection transitoire.

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13
Q

Qu’est-ce qu’une transfection stable ?

A

On établit une lignée stable, dans laquelle le transgène sera exprimé de façon stable. On place les cellules en culture et on sélectionne seulement celles qui ont résisté à par exemple, un antibiotique, dont le vecteur d’expression avait un marqueur de résistance. Ensuite, parmi ces cellules, on conserve seulement celles qui se divisent.

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14
Q

Comment les virus sont-ils utilisés pour entrer l’ADN dans la cellule ? Quels virus sont utilisés ?

A

C’est efficace pour introduire l’ADN dans des cellules difficiles à transfecter. Le virus choisit possède un tropisme particulier, qui est sa capacité à cibler des cellules précises. Les rétrovirus, lentivirus, adénovirus, sont les plus utilisés.

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15
Q

Quel est le cycle de vie des rétrovirus ?

A

Le virus à ARN infecte une cellule, une copie d’ADN est produite, l’ADN est inséré au génome. De nouvelles copies sont créées, par la transcription d’ADN. Les gènes d’encapsidation sont exprimés, de nouveaux virus sont créées. La cellule se lyse.

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16
Q

Comment est-il possible d’intégrer l’ADN d’intérêt dans la cellule par l’usage de virus comme vecteur, sans que le virus se réplique dans la cellule ?

A

Comme les virus encapsident seulement ce qui trouvent entre 2 LTR (long terminal repeat). Donc, le transgène qu’on veut mettre dans la cellule, est entouré de 2 LTR. Le virus qui reconnaît les LTR comme les frontières de son génome, va ensuite, intégrer seulement la construction qu’on veut exprimer. (dans le virus, il n’y a aucun ARN viral). Les cellules d’empaquetage (env., gag., pol.) naturelle des virus sont encore présentes, et empaque seulement notre construction. Le virus est toujours capable d’infecter, mais insère aucuns gènes qui confère la réplication du virus.

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17
Q

Quels sont les avantages de l’infection lentivirale ?

A

Elle est plus efficace que la transfection, elle a la capacité d’infecter des cellules quiescente (neurones), et a le tropisme, donc la capacité de cibler des cellules précises.

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18
Q

Brièvement, quelle est la différence entre knock-out et le knock-down ?

A

Le knock-down est la destruction de l’ARNm, est plus rapide avec le système d’interférence à ARN, et est efficace environ à 85%-99%. Le knock-out, est la suppression du gène dans l’ADNm qui est plus long, mais efficace à 100%.

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19
Q

Qu’est-ce que l’origine de la méthode d’interférence à ARN.

A

Il s’agit de petit ARN db, (21-23 nucléotides) peuvent être produits par la cellule elle-même par la protéine Dicer, qui est un mécanisme de défense immunitaire naturellement présent chez certain organisme et permet de détruire les génome d’intrus infectieux. Dicer, lorsqu’un ARN db entre la cellule, les clive en petits morceaux, et ces ARN db, sont reconnus par le complexe RISC ( qui contient la protéine argonaute), qui se conserve un seul brin, et qui se sert du brin conservé, pour s’hybrider contre les ARN cible et les coupe. Les organismes font donc une collection de complexe RISC pour se défendre contre les infections virales secondaires.

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20
Q

Comment la méthode d’interférence à ARN est appliqué ? Quels sont les 2 approches ?

A

On a seulement à concevoir des ARN db qui vont cibler les ARNm qu’on veut étudier dans la cellule. Les approches sont : 1) la synthèse et transfection d’ARN db ou 2) la construction d’ADN permettant l’expression d’un ARN tige-boucle (21-23 nucléotides), qu’on transfecte.)

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21
Q

Expliquez l’approche de la synthèse directe de l’ARN db dans la méthode d’interférence à ARN.

A

On construit un ARN, avec un brin sens et un antisens, dont les nucléotides se chevauchent sur environ 19 à 23 nucléotides. On ajoute des U cohésifs en 3’ et on transfecte dans les cellules. On ajoute 100 nucléotides après le AUG et 100 nucléotides avant le codon stop.

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22
Q

Expliquez le méthode des ARN tige-boucle transfecté directement.

A

On construit un petit ARN en tige boucle, avec une seule molécule d’ARN qui se replie sur elle-même. On en fait plutôt l’ADN et lorsqu’il est transcrit, c’est le structure tige-boucle, qui est transcrit et forme la tige boucle- reconnu par Dicer, et qui s’associe avec RISC, Il est aussi possible d’utiliser de concevoir des shRNAm à l’aide de vecteur d’expression, du lentivirus.

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23
Q

Quel est l’avantage et l’inconvénient de l’approche ShRNA.

A

L’avantage est que c’est moins coûteux, car après qu’on aille conçu l’ADN on peut le conserver et après re réutiliser autant qu’on veut. Toutefois, moins de siRNA sont produits et demande beaucoup plus de criblage.

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24
Q

Pour quelle maladie l’application de ARNi est pratique ?

A

Pour la maladie héréditaire de l’amyloïdose trasnthyrétine, qui est lorsque la surexpression d’une protéine qui cause la dégénérescence des neurones. On détruit alors l’ARNm, ce qui diminue l’effet de cette maladie.

25
Q

Quelles sont les 2 différentes approches dans la suppression d’un gène ?

A

Le knock-out ou le down.

26
Q

Décrire les différentes étapes pour produire une souris GM (knock-out). 6 étapes

A

1) Conception d’une cassette d’ADN
2) Transfection de la cassette d’ADN dans cellules embryonnaires souches
3) sélection et criblage des cellules mutantes
4) injection des cellules mutantes dans un blastocyste en développement (implantation dans une mère porteuse et création d’une souris chimère)
5) croisement pour obtenir des souris hétérozygotes
6) croisement pour obtenir des descendants homozygotes.

27
Q

Qu’est-ce que le knock-out d’un gène ?

A

perte physique de la séquence (ou de la partie de la séquence, comme l’exon) d’un gène conduisant à l’absence de l’ARNm et donc de la protéine. Le KO est transmissible à la descendance, car la séquence des 2 allèles est affectée. Elle est possible grâce à la recombinaison homologue.

28
Q

Dans le knock-out d’un gène, quel est la première étape ? Expliquez.

A

Il faut créer une cassette d’ADN avec une régione d’homologie avec le gène cible (un exon cible). Un marqueur de sélection positif ainsi qu’un marqueur négatif sont ajoutés.

29
Q

Quelle est la différence entre un marqueur de sélection positif et négatif?

A

Si le gène intègre la marqueur de sélection positif (ex : résistance à l’antibiotique), il résistera à l’antibiotique. Il est à l’intérieur de la région d’homologie, alors que le marqueur négatif est à l’extérieur de la région d’homologie. Si la recombinaison homologue arrive bien, le marqueur de sélection négatif (HSV-TK) ne devrait pas être inclus. Il sera inclus dans le cas où la recombinaison non-homologue se produit, et comme il est sensible au ganciclovir, la cellule meure.

30
Q

Dans quel type cellulaire la cassette d’ADN est-elle transfectée ?

A

Dans les cellules embryonnaires souches tirées de la masse de cellule interne du blastocystes en développement. Elles sont pluripotentes et peuvent donner tous les types de cellules à l’exception des tissus placentaire)

31
Q

Quel est l’avantage des cellules embryonnaires souches ? donner 4 avantages

A

1) Comme elles sont pluripotentes, elle peuvent donner tous les types de cellules sauf les cellules placentaires. 2) Elles sont immortelles lorsqu’elles sont conservés avec le bon cocktail d’hormones.
3) De plus, avec les bonnes conditions, il est possible d’orienter la différenciation de ces cellules.
4) Elles sont facilement transfectables et sélectionnables.

32
Q

Résumé détaillé de comment produire une souris KO

A
  1. Préparer une construction d’ADN permettant de faire le knock-out: régions d’homologie avec le gène cible, marqueur de sélection positif (p.ex. Neo) à l’intérieur
    et négatif (TK) à l’extérieur de la région d’homologie. TK: thymidine kinase virale HSV, le gène exprimé est toxique en présence de ganciclovir (sélectionne contre les événements d’insertion au hazard)
  2. La “cassette” d’ADN est transfectée dans des cellules souches embryonaires de souris (p.ex. une souris noire). Les cellules capables de pousser en présence de neomycine et ganciclovir ont en principe effectué le KO d’un des deux allèles ciblés (cellules hétérozygotes (+/-)
  3. Les cellules ES résistantes sont injectées dans un blastocyste en développement d’une souris d’une couleur opposée (p.ex. souris blanche). La souris devient une mosaique pour les cellules +/- (révélé aussi par son patron de couleur tachetée). On espère que les cellules germinales (reproductrices) de ces souris sont également (+/-), générant des gamètes (+) et d’autres (-)
  4. Le croisement de ces souris avec des souris sauvages donnera 50% d’hétérozygotes (+/-) pour la mutation et 50% de souris sauvages (+/+) . Le croisement des hétérozygotes entre eux permet d’obtenir 25% d’homozygotes possédant les deux
    allèles mutés (- /-) : ce sont les souris KO pour le gène considéré.
33
Q

Qu’est-ce qu’un knock-out inductible ?

A

Le knock-out peut être tissus spécifique (possède seulement le knock-out dans 1 seul tissu) et inductible (à un moment de son développement, inductible via une drogue donnée - le tamoxifène). On arrive à causer des mutations de manière programmée. Il se base sur les système cre/Lox.

34
Q

Qu’est-ce que le système cre/lox.

A

C’est un système de recombinaison existant chez les bactériophages. La cre est une recombinase qui permet au bactériophage d’intégrer son génome à celui de la bactérie ou de l’exciser. Le cre reconnaît dans l’ADN la séquence loxP, s’associe avec, et lorsqu’elle retrouve une autre séquence loxP, elle force la recombinaison.

35
Q

Donc, comment appliquer le sytème cre/lox pour un knock-out inductible ?

A

On créer une cassette où l’exon à déléter possède 2 sites loxP en amont et en aval. Cette cassette est transfectée. Les cellules expriment normalement le gène jusqu’à temps que la cre soit exprimé. À ce moment, le knock-out se produit, l’exon floxé est excisé du chromosome. (possible de le voir avec les marqueur positif et négatif de la cassette).

36
Q

Comment appliquer la cre/lox dans le knock-out tissu spécifique ?

A

On créer une souris transgénique avec un gène Cre sous le contrôle d’un promoteur de ne devient actif que dans un tissu particulier durant le développer. Cette souris est croisée avec une souris avec un gène floxé. La descendance donne une souris qui possèdé un gène absent dans la tissus spécifique seulement. Les souris qui exprime la cre dans un tissus spécifique peuvent se commander.

37
Q

Comment appliquer la cre/lox dans le knock-out inductible (temps) ?

A

Une version spéciale de la Cre est fusionnée à un domaine ER ( récepteur à l’oestrogène) qui le séquestre dans le cytoplasme de la cellule. On croise avec une autre souris qui possède les séquences floxées. L’ajout d’un agoniste (tamoxifen) relocalise la fusion ER-Cre au noyau où l’exon est excisé. Le knock-out se fait seulement au moment où le tamoxifène est ajouté.

38
Q

Peut-on recombiner l’expression tissu-spécifique et inductible Cre/lox ?

A

Oui.

39
Q

Pourquoi voudrait-on faire un knock-out tissu spécifique ou inductible ?

A

Lorsque le gène qu’on veut étudier est léthale et essentielle au fonctionnement embryonnaire, si on faisait un knock-out entier, ceci causerait la mort de la souris. Ou lorsque l’expression du gène est très large (par exemple, on sait que le gène est lié au fonctionnement du cœur et du cerveau, on veut en faire le knock-out seulement au cerveau).

40
Q

Pourquoi les cellules souches représentent un intérêt particulier en recherche, et en médecine.

A

On peut les cultiver in vitro, on peut induire leur différenciation, ou même renverser leur différenciation. Elles aident à comprendre les mécanismes du développement et en médecine permettent la régénération des tissus et aident à la recherche de médicaments.

41
Q

Qu’est-ce que la totipotence ?

A

Elles arrivent dans les premières divisons cellulaires. Elles donnent tous les types de tissus, y compris les cellules extra-embryonnaire.

42
Q

Qu’est-ce que la pluripotence ?

A

Elles peuvent donner toutes les cellules spécialisées d’un individu, à l’exception de certains tissus extra-embryonnaire.

43
Q

Qu’est-ce que la multipotence ?

A

Elles donnent plusieurs types de cellules spécialisée.

44
Q

Qu’Est-ce que l’unipotence ?

A

Elles donnent un seul type de cellule spécialisée.

45
Q

Quelles sont les différentes capacité de différentiation chez les cellules ?

A

Totipotente, pluripotente, multipotente, unipotente.

46
Q

Après la naissance, retrouve-t-on des cellules souches chez l’adulte ?

A

Oui, elles sont présentent dans plusieurs tissus chez l’adulte, qui permettent la régénération des tissus. Par exemple, dans la moelle osseuse, on retrouve des cellules souches hématopoïétique qui sont multipotentes et donnent toutes la lignées des cellules sanguines.

47
Q

Décrivez les différentes étapes de différenciation des cellules souches chez l’embryon.

A

Jusqu’à l’étape 8 cellules, celles-ci sont totipotente. À 16 cellules, l’étape de différentiation débute.

48
Q

D’où provienne les cellules souches utilisée dans la culture in vitro ?

A

Elles proviennent de la masse de cellules internes du blastocyste. On doit donc charcuter se blastocyste, mettre les cellules de la masse interne sur une couche de cellules nourricières (fibroblastes irradiés) pour conserver leur pluripotence. Les cellules forment des colonies par la suite.

49
Q

Est-il possible de mettre en culture des ES sans cellules nourrices ?

A

Oui, grâce au LIF, les cellules souches de souris restent pluripotentes. Sans LIF elles se différencie en cellules neuronales. Pour des cellules souches humaines, il est possible de conserver leur pluripotence grâce au bFGF

50
Q

Nommez 3 facteurs de différenciation chez les cellules souches.

A

les hormones, les molécules diverses, l’expression ectopique de gènes.

51
Q

Pourquoi les cellules souches sont facilement transfectables ?

A

Elles ont une bonne capacité à absorber de l’ADN exogène.

52
Q

Quelles sont les considérations éthiques liés à la recherche sur les ES ?

A

Grand débat : quand est-ce que la vie commence ? En effet, utiliser des ES signifie nécessairement qu’on sacrifie un embryon, donc potentiellement un futur être humain. Certains disent qu’au stade embryonnaire, il n’y a pas de vie et d’autres disent que la vie commence au stade embryonnaire.

53
Q

Est-il légale de créer des embryons spécifiquement pour la rechercher ?

A

Non, on peut toutefois utiliser les rejets d’essais de fertilisation in vitro avec consentement écrit des donneurs, la source doit être connu et il doit s’agir d’un don.

54
Q

Quel est la limite de temps de conservation de l’embryon pour les fins de recherche ?

A

14 jours, mais de plus en plus, les laboratoires repoussent la limite.

55
Q

Quel est le potentiel thérapeutique des ES embryonnaires ?

A

L’injection de cellules souches embryonnaires directement au site endommagé (ex : rupture de la moelle épinière) ou l’injection de cellules souches prédifférenciés in vitro (efficacité variable). Il y a toujours des forts risques de rejet (reconnaissance du soi et du non-soi, avec le CMH)

56
Q

Quel est le potentiel thérapeutique des cellules souches adultes ?

A

Comme elles sont déjà engagées vers une voie de différenciation, ces cellules sont rares et difficiles à trouver, et à cultiver in vitro. Moins de risque de tératome, et moins de risque de rejet de greffe.

57
Q

Quel est l’avantage de la recherche avec les cordons ombilicales ?

A

Ils sont une bonne source de cellules souches hématopoïétiques (précurseurs sanguins) et mésenchymateuses (donnent une variété de types cellulaires). Ils peuvent traiter une variété de maladies, leucémie, anémie falciforme, neuroblastome, thalassémie.

58
Q

Qu’est-ce que le centre de recherche de l’université Laval/LOEX, a fait en appliquant la régénération tissulaire ?

A

Elle a conçu à partir de cellules souches dont elle a dirigé la différenciation, un vaisseau sanguin, qui contient les 3 couches cellulaires : endoderme, mésoderme et fibroblastique.