Les RhoGTPAses et les modèles animaux dans le cancer

Question 1

Les RhoGTPases doivent-elles être liées au GTP ou au GDP pour être actives ?

Answer 1

Au GTP

Question 2

De quelle superfamille font partie les RhoGTPases ?

Answer 2

Les protéines Ras

Question 3

Nommez les 2 grandes classes de RhoGTPases ainsi que leur mode de fonctionnement. Quelles sont les 3 sous-familles les plus étudiées ?

Answer 3

Il y a les Rho classiques, qui fonctionnent vraiment comme des interrupteurs.
Il y a les Rho atypiques, qui fonctionnent différemment des classiques, certaines d’entre elles sont constitutivement actives.
Les 3 sous-familles les plus étudiées sont les familles RAC, RHO et CDC42.

Question 4

Nommez les 3 types de régulateurs des Rho classiques, ainsi que leur mode de fonctionnement et leur effet.

Answer 4

Les RhoGAP, qui favorisent l’hydrolyse du GTP en GDP, mais n’interviennent pas directement dans cette réaction. Elle inactivent les Rho.
Les RhoGEF, qui remplacent un GDP par un GTP sur une Rho, ce qui l’active.
Les RhoGDI, qui séquestrent les Rho inactivent dans le cytosol.

Question 5

Vrai ou faux, les modifications post-traductionnelles peuvent seulement modifier l’activité des RhoGTPases atypiques ?

Answer 5

Faux, ça peut aussi modifier les RhoGTPases classiques.

Question 6

Nommez les raisons pour lesquelles il existe un très grand nombre de GEF et de GAP par rapport au nombre de RhoGTPases.

Answer 6

Selon l’effet recherché, plusieurs GAP et GEF peuvent réguler une même GTPases. Aussi, une seule GEF ou GAP peut réguler plusieurs GTPases.

Question 7

Quels sont les effets biologiques les plus connus des RhoGTPases ? Donnez des exemples précis.

Answer 7

Des effets sur le cytosquelette. Par exemple :
- Activer RAC1 mène à la formation de lamellipode
- Activer CDC42 mène à la formation de filopodes
- Activer RHOA mène à la formation de fibre de stress

Question 8

Comment une RhoGTPase sait-elle quel effecteur activer ?

Answer 8

C’est grâce aux différentes RhoGEFs qui vont agir comme protéines d’échafaudage pour assurer la spécificité des liaisons aux effecteurs.

Question 9

Vrai ou faux, les RhoGTPases ont des effets sur toutes les caractéristiques communes des cancers ?

Answer 9

Vrai

Question 10

Quels sont les 6 grands mécanismes par lesquels les RhoGTPases est potentiellement dérégulée dans les cancers ?

Answer 10

1. Mutation d’une RhoGTPase
2. Altération, comme un augmentation, de l’activité d’une RhoGTPase
3. Surexpression ou activation d’un activateur, comme les RhoGEFs
4. Perte ou inactivation des inhibiteurs, commes les RhoGAPs ou RhoGDIs
5. Changements des niveaux de modifications post-traductionnelles
6. Variation des isoformes exprimés

Question 11

En quoi la mutation RAS(G12) est-elle différente de la mutation RAC(P26S/T) ?

Answer 11

La mutation RAS(G12) mène a une hyperactivation des effecteurs, alors que la mutation RAC(P26S/T) mène à une augmentation de la vitesse du cycle GTP-GDP de la RhoGTPase.

Question 12

Vrai ou faux, les mutations de RhoGTPases sont rares dans le cancer ?

Answer 12

Faux, depuis 2012, on a découvert un grand nombre de mutations des RhoGTPases impliquées dans le cancer.

Question 13

En général, les RhoGTPases sont-elles des oncogènes ou des suppresseurs de tumeurs ?

Answer 13

Des oncogènes, l’augmentation de leur expression aide généralement à la progression du cancer, sauf exception, comme RhoB.

Question 14

Une surexpression des RhoGEFs est-il un facteur qui favorise la progression tumorale ? Pourquoi ?

Answer 14

Oui, car ça garde les RhoGTPases, qui sont généralement des oncogènes, actives plus longtemps.

Question 15

La perte ou l’inactivation de certaines RhoGAPs favorise-t-elle la progression tumorale ? Pourquoi ?

Answer 15

Oui, car les RhoGAPs inhibent normalement les RhoGTPases.

Question 16

Quelles sont les modifications post-traductionnelles qui peuvent modifier les RhoGTPases ?

Answer 16

• Phosphorylation
• Ubiquitination
• Sumoylation

Question 17

Comment explique-t-on l’existence de plusieurs isoformes ?

Answer 17

L’épissage alternatif

Question 18

Pourquoi RACIB est plus exprimée dans les cancers ? En quoi son expression augmentée aide-t-elle à la progression tumorale ?

Answer 18

RACIB est un isoforme de RACI. Cet isoforme est plus souvent lié au GTP, donc est plus actif. RACIB a aussi moins d’affinité pour les RhoGDIs.

Question 19

Nommez des avantages et des désavantages du modèle de souris dans l’étude du cancer.

Answer 19

Avantages :
- gènes présents chez humains et souris
- tumeurs dans un microenvironnement
- réduction des tests sur les humains
- cycle de reproduction court
Désavantages :
- coût
- longue durée
- peu d’hétérogénéité entre les tumeurs
- développement de modèles transgéniques difficile

Question 20

Quelles sont les 4 grandes classes de modèle de souris utilisés dans l’étude du cancer ?

Answer 20

1. Tumeurs spontanés
2. Tumeurs induites
3. Souris transgéniques
4. Greffes de cellules cancéreuses

Question 21

Comment explique-t-on que certaines souches de souris développent spontanément des tumeurs ?

Answer 21

Des virus, la diète, les hormones, l’hérédité

Question 22

Nommez des avantages et des désavantages des souris à tumeurs spontanées.

Answer 22

Avantages :
- développement de tumeurs similaires aux humains
Désavantages :
- besoin de beaucoup d’animaux
- expériences très longues
- développement des tumeurs très hétérogène entre les souris
- difficile de synchroniser

Question 23

Comment peut-on induire le développement de tumeurs dans les souris ?

Answer 23

Par l’utilisation de carcinogènes avec des effets connus. Ils peuvent être des agents physique, chimiques ou biologiques.

Question 24

Nommez des avantages et des désavantages des souris à tumeurs induites.

Answer 24

Avantages :
- Reproductibilité
- temps court
- effets des carcinogènes connus
Désavantages :
- mortalité élevée
- nombre et localisation des lésions hétérogènes chez les souris

Question 25

Nommez des avantages et des inconvénients de l'utilisation des souris transgéniques.

Answer 25

Avantages : - étude très spécifique utile pour comprendre les voies de signalisation - étudier une combinaison de mutations - perte ou gain de fonction, au choix Désavantages : - difficile et coûteux - risque de l'expérimentateur, car mutations peut-être sans effet.

Question 26

Expliquez l'approche non ciblée de production de souris transgénique.

Answer 26

- Injections d'ADN dans un oocyte fertilisé - Intégration de l'ADN, on sait pas ou, on sait pas quelle quantité - Implantation dans mère porteuse - Confirmation de la recombinaison chez les nouveau-nés - analyse du phénotype

Question 27

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'approche non-ciblée ?

Answer 27

Avantages : - rapide - ADN exprimé dans toutes les cellules de l'oocyte Désavantages : - plusieurs copies du gène parfois, donc surexpression possible - intégration dans une région critique - intégration dans une région inactive (silencing)

Question 28

Expliquez les étapes de l'approche de ciblage génétique dans la production de souris transgéniques.

Answer 28

1 - Construction de séquence d'ADN qui cible une région précise du génome 2 - Induction de cet ADN dans des cellules souches embryonnaires 3 - Recombinaison et intégration de l'ADN dans le génome 4 - Injection des cellules souches dans un blastocyte 5 - Injection du blastocyte dans une mère porteuse 6 - Analyse des nouveau-nés 7 - Croisement des nouveau-nés, pour trouver les chimères et la degré d'expression

Question 29

Quels sont les avantages et les désavantages de l'approche de ciblage génétique ?

Answer 29

Avantages : - modification très précise - évite les régions essentielles ou silencieuses Désavantages : - long, difficile et incertain, plusieurs croisement nécessaires

Question 30

Expliquez comment se passe la production de souris transgéniques par recombinaison homologue ?

Answer 30

1. On construit un vecteur de ciblage, qui contient un gène de résistance à la néomycine, ainsi que le gène qu'on veut 2. On introduit le vecteur dans des cellules souches embryonnaires (ES). Seules les cellules contenant le vecteur pourront croitre dans le milieu de culture

Question 31

Comment fonctionne le ciblage génétique par la technologie CRIPSR-CAS9 ?

Answer 31

On utilise une nucléase Cas9, qui cause une cassure double-brin. Cette nucléase est dirigée par un ARN guide pour aller dans la région ciblée.

Question 32

Quelle est la différence entre une souris KO et une souris KO conditionnel ?

Answer 32

Une souris KO perd la fonction d'un gène ciblé dans tous les tissus et pendant tout son développement. Une souris KO conditionnel perd la fonction d'un gène ciblé seulement dans des tissus spécifiques ou lors de périodes précises de son développement.

Question 33

Par quels systèmes obtient-on des souris KO ? Des souris KO conditionnel ?

Answer 33

Les souris KO sont obtenues par recombinaison homologue ou par CRISPR. Les souris KO conditionnel sont obtenues par Cre-loxP.

Question 34

Comment le système Cre-loxP fonctionne-t-il ?

Answer 34

On va "floxer" un gène d'intérêt dans une région non codante chez une première souris. On la croise avec une 2e souris qui exprime Cre dans un tissu spécifique. Le gène floxé est supprimé dans les régions exprimant Cre chez la descendance des souris.

Question 35

Quels sont les avantages et les inconvénients de la greffe chez la souris ?

Answer 35

Avantages : - étude de plusieurs cancers - technique facile - pas besoin de transgénique - reproductible Inconvénients : - parfois besoin d'immunodéficience - microenvironnement différent de chez l'humain

Question 36

Quelle différence y a-t-il entre une allogreffe et un xénogreffe ?

Answer 36

Allogreffe : donneur et receveur même espèce Xénogreffe : donneur et receveur espèces différentes

Question 37

Décrivez les caractéristiques des CDX et des PDX. Expliquez en quoi elles diffèrent l'une de l'autre.

Answer 37

Les CDX et les PDX sont toutes des xénogreffes chez la souris. Les CDX viennent de lignées cellulaires d'origines humaines, alors que les PDX viennent directement de tumeurs humaines. Les CDX sont faciles à utiliser, mais ne permettent pas de recréer l'hétérogénéité ou les autres composantes d'une tumeur. Les PDX permettent de transplanter toutes les composantes d'une tumeurs et de garder les interactions entre les différents types cellulaires, mais le taux de succès est variable.

Question 38

Expliquez les termes hétérotopiques et orthotopiques.

Answer 38

Hétérotopiques : Une xénogreffe, le lieu d'origine des cellules n'est pas le même que celui où on transplante. Par exemple, des cellules tumorales du sein dans le peau d'une souris Orthotopiques : une xénogreffe, mais le lieu d'origine est le même que celui où on transplante, comme des cellules tumorales du sein dans une glande mammaire de souris

Question 39

Vrai ou faux, les xénogreffes orthotopiques sont sous-cutanées ?

Answer 39

Faux, les xénogreffes hétérotopiques sont sous-cutanées

Question 40

À quoi sert l'injection dans la veine de la queue d'une souris ?

Answer 40

Évaluer la capacité des cellules cancéreuses à former des métastases.

Question 41

Par injection dans la veine de la queue d'une souris, où est le principal site de formation de métastases ?

Answer 41

Les poumons