CM10- Bases moléculaires

Question 1

mutations ponctuelle

Answer 1

1 nucléotide changé
ex: KRAS dans cancer colorectal

Question 2

mutation insertion délétion

Answer 2

petites sections supprimées
ex: EGFR del exon 19-> cancer poumon

Question 3

other types mutations

Answer 3

silent: change pas AA
nonsense: donne codon STOP
missense: conservative/ non-conservative -> change prot, mais peut avoir fonction pareille ou différente

Question 4

frame shift mutation

Answer 4

insère ou supprime un nucléotide-> décale tout-> change complètement protéine

Question 5

mutation grande échelle

Answer 5

CNV (copy number variant):
Délétions: perte gène complet (ex. RB)
amplification (ex. HER2 cancer du sein)

réarrangement (fusion, translocation) (ex. t(14-18) MYC)

Question 6

autres lésions génétiques

Answer 6

*microARN
–Régulation expression proto-oncogènes et gènes suppresseurs
*Modifications épigénétiques
–Méthylation ADN : inhiber gènes suppresseurs tumeurs et réparation ADN
–Modification histones

Question 7

Qu’est-ce qu’un biomarqueur?

Answer 7

*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

Question 8

Types de biomarqueurs

Answer 8

*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

Question 9

Gènes = biomarqueurs oncologiques

Answer 9

*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

Question 10

cancer Maladie génétique?

Answer 10

*Cancer = maladie génétique
–Accumulation anomalies (mutations) de l’ADN
–Dérèglement du fonctionnement normal des gènes
*Causes de mutation génétique
–Agents environnementaux (carcinogènes)
–Héréditaire
–Spontanée

Question 11

Mutations : Conducteurs vs Passagers

Answer 11

*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

Question 12

Gènes de cancer
*4 classes de gènes de cancer:

Answer 12

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)

Question 13

Hybridation in situ (ISH)

Answer 13

*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

Question 14

Sondes FISH

Answer 14

*Courte séquence d’ADN/ARN (200-1000 kb)
*Spécifique à la cible souhaitée
*Marqué avec fluorochrome (rouge, vert, orange, jaune, …)

Question 15

FISH : Lecture

Answer 15

1.Présence/absence signal cible (quantité)
2.Distribution spatiale (localisation)

Question 16

Oncogènes

Answer 16

*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

Question 17

Fonction des oncogènes

Answer 17

*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)

Question 18

Activation des oncogènes

Answer 18

*Mécanismes d’activation des oncogènes
–Mutation ponctuelle
–Amplification génique
–Translocation
–Surexpression (boucle autocrine)

Question 19

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

Answer 19

non
besoin de plusieurs autres mutations

Question 20

Cancers héréditaires

Answer 20

*Prédisposition au cancer qui est héritée
*Environ 5-10% des cancers
*Sous influence de facteurs environnementaux

Question 21

Gènes suppresseurs de tumeurs

Answer 21

*Agissent comme freins à la prolifération cellulaire
*Mode d’action récessifà l’échelon cellulaire
–Type «gouverneur»
–Type «gardien»
–Prototypes: RB, TP53

Question 22

Hypothèse de Knudson (1974)

Answer 22

*Deux événements génétiques (mutations) requis pour inactiver le gène RB («two-hit hypothesis»)
*Distingue les formes sporadique et familiale du rétinoblastome

Question 23

Gène RB

Answer 23

*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

Question 24

TP53

Answer 24

*«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

Question 25

Autres gènes suppresseurs…

Answer 25

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

Question 26

Cancer du sein héréditaire

Answer 26

*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

Question 27

BRCA 1 et 2

Answer 27

*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, …

Question 28

Instabilité génomique et réparation de l’ADN

Answer 28

*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

Question 29

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

Answer 29

1.Mésappariement («mismatchrepair»)
2.Excision («nucleotideexcision repair»)
3.Recombinaison («recombinationrepair»)
*Mode d’action récessif
*Mutations héréditaires dans certains syndromes familiaux de cancer

Question 30

Méthodes d’analyse mutations

Answer 30

*Différentes méthodes de détection des mutations
–Séquençage Sanger
–PCR
–Séquençage de nouvelle génération (NGS)

Question 31

Sources possibles d’ADN

Answer 31

*Sang
*Tissu frais
*Tissu congelé
*Frottis cytologiques
*Tissu paraffiné
–Blocs cellulaires

Question 32

Métabolisme cellulaire

Answer 32

*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

Question 33

Effet Warburg

Answer 33

*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)

Question 34

Lymphome de Burkitt

Answer 34

*Deux variantes:
–Endémique (africaine)
–Sporadique
*Similitudes:
–Histologie et altérations moléculaires
*Différences:
–Présentation clinique et virologique

Question 35

Méthodes détection des translocations

Answer 35

*FISH
*PCR (Polymerase Chain Reaction)
*Séquençage nouvelle génération (NGS)

Question 36

Lymphome folliculaire

Answer 36

*Translocation (14;18) dans le lymphome folliculaire
*Juxtapose le promoteur des immunoglobulines (IgH) à BCL-2.
*Résultat : surexpression de la protéine anti-apoptique.

Question 37

Cancer et apoptose

Answer 37

*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)

Question 38

Agents carcinogènes infectieux

Answer 38

*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

Question 39

Carcinome colorectal métastatique

Answer 39

*Carcinome colorectal (CCR) métastatique compte pour ~10% des nouveaux patients
*Malgré plusieurs avancées dans le traitement, le survie médiane demeure faible (18-21 mois)

Question 40

Comment détecter les mutations RAS?

Answer 40

PCR

Question 41

NGS: Définitions

Answer 41

*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

Question 42

Cancer et immunité

Answer 42

*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

Question 43

Mécanismes d’évasion du système immunitaire

Answer 43

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