1	Cancer et Épigénétique Une perspective développementale PBC 2050 Février 2007 Dr Luc Laurier OLIGNY, Pediatric pathologist CHU Sainte-Justine Université de Montréal Tél: 345-4931 (5348) Courriel: luc_oligny@ssss.gouv.qc.ca
2	Objectifs Description des acteurs principaux dans le contrôle épigénétique de la transcription Compréhension du contrôle épigénétique lors de la différenciation de l’embryon Liens entre l’embryologie et l’oncologie
3	Principes de base (1) Toutes les cellules ont un ADN identique Les mécanismes épigénétiques contrôlent la transcription, en modifiant la chromatine La différenciation cellulaire s’effectue par le contrôle de la transcription (activation épigénétique)
4	Principes de base (2) Les gènes contrôleurs maîtres sont responsables de la différenciation, en activant et inhibant des gènes subalternes Développement embryonnaire: - prolifération et mort cellulaire - segmentation, via HOX et autres molécules - adhésion cellulaire via CAMs - migration au bon endroit via CAMs
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7	Zinc-finger transcription factors
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14	Différenciation cellulaire Zygotes et blastules: - cellules totipotentes : peuvent se différencier en tous les types de cellules, même former un embryon complet - leurs gènes sont tous potentiellement actifs : ils sont tous disponibles pour transcription
15	Différenciation cellulaire Pour qu’une cellule se différencie en hépatocyte, elle doit activer tous les gènes nécessaires pour la fonction et la structure des hépatocytes, et Inactiver tous les autres gènes
16	Inactivation des gènes La structure du gène est modifiée - cette altération (marque épigénétique) est transmise de cette cellule à toutes ses descendantes La séquence d’ADN demeure inaltérée Les marques épigénétiques sont effacées pendant l’embryogenèse – cellules redeviennent totipotentes
17	Marque épigénétique : Changements dans la chromatine, inhibant la transcription du gène, sans changer la séquence d’ADN Marque transmise d’une cellule à toutes ses descendantes - marque effacée dans l’embryon précoce - déméthylation globale du génome de la morule (32 cellules) Marquage recommence au stade blastocyste (64-128 cellules)
18	Contrôle épigénétique de la transcription Méthylation des cytosines Acétylation des histones Méthylation, ubiquitination et phosphorylation des histones Polycomb et Trithorax
19	Chromatine ADN + échaffaudage de protéines, incluant: facteurs de transcription - histones
20	Chromatin Hétérochromatine: - ADN compact & inactif Euchromatine: - ADN “ouvert” (accessible) et transcrit
21	Chromatine – coloration en bandes G Trypsinization & coloration Giemsa Hétérochromatine: - ADN compact & inactif - bandes foncées (inaccessibles à la trypsine) Euchromatine: - ADN “ouvert” (accessible) et transcrit - bandes pâles, (protéines digérées par la trypsine)
22	Épigénétique - Définition Altérations de la chromatine qui ne changent pas la séquence d’ADN
23	Épigénétique - Définition Altérations de la chromatine qui modulent la transcription
24	Épigénétique - Définition Altérations de la chromatine qui modulent la transcription Ces changements de la structure chromatinienne sont transmises à toutes les descendantes de cette cellule
25	Épigénétique L’expression des gènes est essentiellement contrôlée par des modifications au niveau de la structure de la chromatine
26	Épigénétique Dans l’embryon précoce (morule, 32 cellules), les marques épigénétiques sont effacées Les blastomères deviennent ainsi totipotentes.
27	Marques épigénétiques - sujets - Méthylation, incluant l’empreinte parentale - Acétylation , méthylation, ubiquitination et phosphorylation des histones - Eu- & Hétéro- chromatinization, par Trithorax et Polycomb, respectivement ARNs non-codants (RNAi), eg, inactivation X
28	Marques épigénétiques Altérations au niveau de la chromatine, inhibant la transcription sans changer la séquence d’ADN Marque transmise d’une cellule à toutes ses descendantes Marque effacée dans l’embryon précoce - déméthylation globale de l’ADN de la morule - gènes avec empreinte parentale épargnés Marquage recommence dans les cellules du blastocyste (128 cellules)
29	Différenciation Cellulaire Zygotes et blastules: - cellules totipotentes - peuvent se différencier en n’importe quel type de cellules - peuvent même former un embryon complet - leurs gènes sont tous potentiellement actifs - ils sont tous disponibles pour transcription
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31	Différenciation Activation de certains gènes + Inactivation d’autres gènes : Cellules se differencient - leurs gènes spécifient si elles deviendront du cerveau, de la crête neurale, de l’épiderme, etc.
32	La différenciation est normalement irréversible Dans le cancer: - réactivation de gènes normalement inactifs + - inhibition de gènes normalement transcrits
33	Les facteurs épigénétiques et le contrôle de la transcription
34	Méthylation de l’ADN CG DNA Méthyltransferase C^mG
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37	Méthylation de l’ADN Méthylation des cytosines (CpG) inhibe la liaison de l’ADN avec les facteurs de transcription : - méthylation des promoteurs inhibe la transcription - méthylation des “silencers” active la transcription
38	Méthylation de l’ADN Certains facteurs de transcription possèdent une activité intrinsèque de méthyltransferase, La majorité des FT-I recrute les DNMTs
39	Méthylation de l’ADN L’inhibition est initialement accomplie par des facteurs de transcription inhibiteurs La méthylation de l’ADN, conjointement avec d’autres modifications épigénétiques, joue un rôle crucial dans le maintien à long-terme de l’inhibition.
40	"Dans le génome humain," Dans le génome humain, 60-90% de tous les CpG sont méthylés C^mG
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50	Histones et acétylation Histone H4 a 4 lysines qui peuvent être acétylées : < 1 lysine acétylé : forme hypo-acetylée > 3 lysines acétylées : forme hyper-acetylée
51	Histones et acétylation L’acétylation des histone contrôle: - la formation des nucléosomes - la compaction de l’ADN en chromatine
52	Histones et acétylation L’acétylation favorise la transcription: - l’acétylation des histones change la structure 2^re et 3^re de la chromatin - module l’interaction de l’ADN avec les facteurs de transcription
53	Histones et acétylation Quelques facteurs de transcription possèdent une fonction acétylase intrinsèque: Ils peuvent acétyler les promoteurs qu’ils contrôlent Cette acétylation favorise la transcription de ces gènes
54	Histones et acétylation Chez la femme, le X inactivé est : - hypo-acétylé - hyperméthylé
55	Histones, acétylation et synthèse d’ADN Pendant la réplication cellulaire (avec synthèse d’ADN) : - les brins d’ADNss se séparent de leurs histones (qu’elles soient hyper- ou hypo-acétylées) - les histones libres demeurent adjacentes à la fourche de réplication - elles sont immédiatement ré-intégrées dans les deux nouveaux brins d’ADN
56	Histones, acétylation et synthèse d’ADN Dans les régions hyper-acétylées : - 50% de “vieilles” histones (hyper-acetylatées) - 50% de “nouvelles” histones - diminution de 50% des histones hyper-acétylées dans ces régions - les acétylases reconnaissent ces régions, et les re-acétylent au même niveau (100%) qu’avant la mitose
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60	Modifications des histones (“histone code”) Acétylation Phosphorylation Ubiquitination Méthylation L’effet sur la transcription dépend de l’histone (H1 à H4) de l’acide aminé spécifique qui est modifié, du type et du nombre de molécules régulatrices ajoutées Très complexe et encore nébuleux
61	Trithorax (TTX) et Polycomb (Pc) Grandes familles de protéines TTX active Pc inhibe généralement la transcription - - - - Quelques Pcs lient directement l’ADN - La majorité des Pcs lient les histones (la chromatine) sous le contrôle du “Histone-code”
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64	Le groupe Polycomb (PcG) Le groupe Polycomb constitue une super-famille de protéines (Pcs, ou protéines Polycomb) Chaque Pc reconaît un complexe spécifique d’ADN-protéine - e.g.: l’ubiquitination de la lysine 119 d’H2A permet la liaison avec Pc Les mécanismes par lesquels Pc inhibe la transcription ne sont pas connus (hétérochromatinization, etc)
65	L’inhibition par Polycomb Suz12 est une protéine Pc: Suz12 recrute une histone-lysine-méthyl-transferase inhibitrice (I-HKMT) qui: - méthyle la lysine (K) 26 de H1 - méthyle la K 27 de H3
66	L’inhibition par Polycomb La Pc Suz12 recrute une I-HKMT qui: - méthyle la lysine (K) 26 de H1 - méthyle la K 27 de H3 Le code d’histone peut recruter des Pcs Les Pcs peuvent modifier le code d’histone
67	Le groupe Polycomb (PcG) Les Pcs ont une affinité pour les gènes homéotiques: - Délétions de Pcs causent une mort précoce des embryons ou des malformations sévères Les Pcs, tout comme l’hypo-acetylation et la méthylation des CpG, sont impliqués dans la lyonization
68	Le groupe Polycomb (PcG) Pendant la réplication de l’ADN, les Pcs se dissocient de l’ADN, pour s’y ré-associer immédiatement, probablement sous le contrôle de la méthylation des CpG et du code d’histones: - transmission efficace aux cellules filles Marque épigénétique
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71	Inactivation de la transcription Résumé des facteurs épigénétiques
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85	Trithorax (TRX) Famille de protéines s’associant à l’ADN - Via des facteurs de transcription ? - Probablement par reconnaissance d’histones modifiés - Modifient la structure 3^re de la chromatine sur de longues distances - Peuvent faire glisser les nucléosomes sur l’ADN - Inhibent la liaison de la chromatine par Pcs
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87	Activation de la transcription par Trithorax La méthylation du lysine 4 de H3 (H3-K4) active vraisemblablement la transcription en dé-compactant la chromatine ASH1, une protéine TTX, est responsable de la méthylation de H3-K4
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89	L’activation épigénétique de la transcription Les facteurs de transcription peuvent probablement recruter des enzymes et d’autres molécules afin de modifier la méthylation des histones, leur phosphorylation et leur ubiquitination pour activer la transcription Ces modifications modulent probablement le recrutement de TRX, en plus d’inhiber la liaison de Pc
90	Les cytosines méthylées sont instables m⁵C peut se transformer spontanément en thymidine
91	Dé-méthylation de m⁵C Représente la cause la plus importante des transitions C " T (mutations ponctuelles) Des 139 maladies génétiques causées par une mutation ponctuelle, ~ 1/3 étaient causées par cette conversion spontanée: > 50% de toutes les mutations de P53 > 45% de toutes les mutations du Facteur IX
92	Transition Cytosine → Thymidine Déamination spontanée d’un cytosine non-méthylé
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94	Empreinte parentale
95	Empreinte parentale L’empreinte parentale ne suit pas les lois de Mendel: ces gènes ont une expression différente s’ils sont sur un chromosome d’origine paternelle ou maternelle +/- 100 à 200 gènes humains ont une empreinte
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98	Empreinte parentale On dit qu’un gène est sujet à l’empreinte parentale lorsque ses allèles paternel et maternel ne sont pas transcrits de façon identique. Par convention, on dit qu’un “gène a une empreinte paternelle” lorsque l’allèle paternelle est inhibée. L’empreinte est un phénomène épigénétique.
99	Empreinte parentale L’empreinte parentale est un phénomène épigénétique: l’empreinte peut être effacée dans les cellules germinales nouvelle marque selon le parent, plutôt que selon l’origine grand-parentale
100	Empreinte parentale Le « marqueur » de l’origine parentale d’un gène/ allèle/ chromosome est une méthylation différentielle dans la majorité des cas Les gènes sujets à une empreinte sont regroupés en micro-régions chromosomiques Des centres régionaux contrôlent l’empreinte dans ces régions
101	Empreinte parentale Lors de la méiose, les gamètes perdent la méthylation des gènes avec empreinte, d’où relâche de l’empreinte Un « marqueur » inconnu identifie néanmoins si le gène est d’origine paternelle (spermatozoïde) ou maternelle (ovocyte) Après la fécondation, ces gènes sont généralement initialement transcrits de façon bi-allélique
102	Empreinte parentale Morula: dé-méthylation globale, mais La déméthylation des allèles avec empreinte est différente dépendamment de si l’allèle est d’origine paternelle ou maternelle
103	Empreinte parentale Chez l’embryon, l’empreinte parentale s’établit de façon différentielle dépendamment des organes Certains gènes sont inactivés très tôt, d’autres à la fin de l’embryogenèse Le même gène peut être inactivé très tôt dans certains organes, et plus tard ou pas du tout dans d’autres organes
104	Domaines d’empreinte La majorité des gènes avec empreinte comportent des îlots CG ( = CpG ) au sein desquels on retrouve des séquences répétées en tandem, de taille variant entre 24 et 75 pb Ces séquences répétées ne montrent pas d’homologie d’un gène à un autre
105	Domaines d’empreinte Lors de la mitose, il y a réplication asynchrone de ces domaines: L’allèle actif est répliqué avant l’allèle inactivé
106	Domaines d’empreinte Dans un même domaine (e.g., 11p15.5, 15q11q13) certains gènes ont une empreinte paternelle, d’autres une empreinte maternelle
107	Introduction d’un domaine d’empreinte dans un site aberrant Domaine d’empreinte Chromosome de souris Le domaine d’empreinte continue à montrer une expression parentale physiologique dans son nouveau site
108	Empreinte parentale P Gène -Méthylation des CpG des promoteurs inhibe gène -Cette méthylation est différente si gène d’origine pat ou mat
109	Méthylation des promoteurs Plus un promoteur est méthylé, moins il est actif: -inactivation généralement graduelle, proportionnelle à la méthylation -dans certains cas, un seul cytosine méthylé inactive totalement le promoteur
110	Méthylation des promoteurs Plus un promoteur est méthylé, moins il est actif: -les cytosines méthylées semblent inhiber l’interaction entre les promoteurs et leurs facteurs de transcription
111	Empreinte parentale L’empreinte peut être totale: allèle complètement inactivé ou partielle: l’allèle d’un des parents est plus exprimé que l’allèle de l’autre parent
112	Empreinte parentale L’empreinte peut être variable d’un tissu à un autre: - e.g., certains gènes n’expriment leur empreinte que dans le placenta L’empreinte peut être asynchrone d’un tissu à un autre
113	Empreinte parentale - Maladies Prader-Willi: del 15q11q13pat Angelman: del 15q11q13mat Beckwith-Wiedemann: del 11p15.5mat dup 11p15.5pat, etc
114	Ovocyte Vs Spermatozoïde Génome haploïde: - 22 autosomes et 1 chromosome sexuel Début 1980: génomes maternel et paternel “différents” : - expression différente des gènes dépendamment de leur origine parentale
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116	Le domaine 11p15.5
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118	Le domaine 11p15.5 Expression Expression maternelle: paternelle : H19 IGF2 IGF2R KVLQT1 p57^KIP2INS1 MASH2 IPL Les mécanismes contrôlant l’empreinte sont peu compris et diffèrent d’une région à une autre
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120	Insulin-like Growth Factor 2 (IGF2) - Protéine - Facteur de croissance - Fonctions: induction prolifération migration cellulaire -Localisé en 11p15.5
121	IGF2 souvent sur-exprimé dans Wilms Ewing Rhabdomyosarcomes Tumeurs corticosurrénaliennes Phéochromocytomes Hépatoblastomes & carcinomes hépatocellulaires La sur-expression d’IGF2 chez le foetus cause le syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS)
122	IGF2 peut être sur-exprimé dans: Leucémies Tumeurs de cellules germinales Choriocarcinomes Multiples cancers IGF2 est le transcrit le plus augmenté dans les adénocarcinomes colorectaux
123	BWS - clinique Triade classique: - omphalocoele - macroglossie - gigantisme asymmétrique Viscéromegalie: surrénales, reins, foie, coeur, pancréas, gonades Hyperinsulinémie néonatale
124	BWS - Tumeurs 5% des patients atteints de BWS développent des tumeurs Wilms Hépatoblastomes Rhabdomyosarcomes Pancréatoblastomes Tumeurs corticosurrénaliennes
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128	Preuves de l’empreinte Transplantation de pro-nucléi dans des ovules de souris: zygotes androgénétiques: Placenta normal, Embryon désorganisé
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130	Môles complètes Môle hydatiforme complète: 46 chromosomes, tous d’origine paternelle: Placenta oedématié, villosités hyperplasiques, risque d’évolution en choriocarcinome Correspond à la souris androgénétique
131	Empreinte parentale - placenta Grossesses molaires et triploïdes: Môles complètes : 46 chromosomes, tous d’origine paternelle Môles partielles: 69 chromosomes, 46 paternels + 23 maternels Triploïdies non-molaires : 69 chromosomes, 46 maternels + 23 paternels
132	Triploïdie - humains Foetus et placentas avec 69 chromosomes (trois x haploïdes) Poly-malformation: syndactylie cœur cerveau palais placenta
133	Triploïdie paternelle (môle partielle) Triploïdie paternelle: 46 pat + 23 mat Placentas volumineux, hyperplasique et oedématié: môle partielle Embryon absent, ou léger RCIU
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136	Triploïdie maternelle (non-molaire) Triploïdie maternelle: 46 mat + 23 pat Placentas très hypoplasiques Foetus avec RCIU sévère
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140	Empreinte parentale & Évolution Plusieurs gènes avec empreinte contrôlent la croissance: - allèles paternels actifs: proto-oncogènes - allèles maternels actifs: anti-oncogènes (gènes suppresseurs de tumeurs)
141	Empreinte parentale & Évolution “Gènes égoïstes”: - pères ont avantage à avoir de gros bébés, même au détriment de la mère - mères meurent si le bébé est trop gros: leurs gènes inhibent l’effet des facteurs de croissance paternels
142	Empreinte parentale & Cancer “Gènes égoïstes”: certains gènes avec empreinte sont sur-exprimés dans le cancer: - perte non-spécifique de l’empreinte dans le cancer - perte d’allèles inhibiteurs (e.g., délétion de 11p15mat cause une perte du H19mat) - trisomie, avec gain de l’allèle actif (e.g., +11pat)
143	Gènes & régions avec empreinte dans le cancer Neuroblastome: délétion du chromosome 2 paternel délétion du gène TP73 (1p36mat) Rhabdomyosarcome: délétion du chromosome 13mat Leucémie myéloïde aiguë: del 7pat
144	Empreinte parentale: Rôle Un grand nombre de facteurs de croissance ont une empreinte paternelle, mais leur transcription est contrôlée par des gènes ayant une empreinte maternelle (e.g., IGF2/ H19) Le père transmet des allèles qui assurent de gros bébés à la naissance, donc une meilleure survie: gènes égoïstes La mère contrôle les gènes égoïstes du père
145	Empreinte parentale et oncogènes Plusieurs gènes subissant une empreinte sont des facteurs de croissance / proto-oncogènes / anti-oncogènes l’allèle paternel favorise la croissance l’allèle maternel inhibe une sur-croissance
146	Empreinte parentale et oncogènes Il n’est donc pas surprenant que plusieurs gènes avec empreinte soient impliqués dans les cancers
147	Empreinte parentale et Cancer Il y a relâchement de l’empreinte dans de nombreux cancers: - Les protooncogènes sont ainsi réactivés permettant l’évolution de clones plus agressifs - La DNA-méthyl-transférase est moins active dans de nombreux cancers
148	DNA-méthyl-transférase et cancer La synthèse de DNA-méthyl-transférase est diminuée dans de nombreux cancers: - cet 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
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150	“Génétique classique des cancers”
151	“Génétique classique des cancers” Mutations ponctuelles Mutations par décalage du cadre de lecture (Frameshift) Anomalies numériques
152	Méthylation et cancer Précoce : ↓ DNA Methyl Transferase (DNMT) - activation non-spécifique de gènes - dé-differenciation Réactivation : - oncogènes - télomérases - facteurs angiogéniques - CAMs favorisant métastases
153	Methylation and cancer Tardif : ↑ DNMT - inactivation non-spécifique de gènes Inactivation : - anti-oncogènes - cascade apoptotique - inhibiteurs d’angiogenèse - CAMs inhibant les métastases
154	Methylation and cancer Précoce : ↓ DNA Methyl Transferase (DNMT) - activation non-spécifique de gènes Tardif : ↑ DNMT - inactivation non-spécifique de gènes Terroir fécond pour favoriser l’émergence de clones agressifs (évolution clonale “darwinienne”)
155	Réplication cellulaire normale . . . . . . . . . C^metG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GC^met . . . . . . . . . . DNMT (~ 100 %) . . . . . . . . . C^metG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GC^met . . . . . . . . . .
156	Réplication cellulaire dans le cancer . . . . . . . . . C^metG . . . . . . . . . . . . . . . . . CG . . . . . . . . . . . . . . . . . GC^met . . . . . . . . . . . . . . . . . GC . . . . . . . . Most Rare Most Rare ... C^metG ... ... CG ... ... CG … ... C^metG ... ... GC^met … ... GC … ... GC ... ... GC^met ...
157	Réplication cellulaire dans le cancer
158	Similitudes - Embryon & Cancer - Prolifération - Invasion - Migration - Néovascularisation - Immortalité Gènes requis réactivés par les cellules cancéreuses
159	Changements épigénétiques dans le cancer Inhibition d’H19 " Ré-expression d’oncogènes (e.g., IGF2) Inhibition d’autres gènes suppresseurs de tumeurs (anti-oncogènes) e.g., p16^INK4A, APC Inhibition de gènes impliqués dans la réparation de l’ADN (e.g., MLH1, BRCA1)
160	Changements épigénétiques dans le cancer Réactivation de la télomérase (probable)
161	Changements épigénétiques dans le cancer Altérations de la matrice extracellulaire et des molécules d’adhésion cellulaire : - ré-expression d’intégrines ayant un effet mitogène - changement pour des CAMs qui favorisent la métastase
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163	Changements épigénétiques dans le cancer Inhibition d’inhibiteurs d’angiogenèse (e.g., TSP-1, TIMP-3) " néovascularisation Inhibition d’inhibiteurs de protéases (e.g., TIMP-3) " digestion de la matrice extracellulaire
164	Changements épigénétiques dans le cancer Modifications d’expression des gènes contrôleurs maîtres Permet l’inactivation anormale de certains gènes et l’activation anormale d’autres gènes développementaux Causant une dé-différenciation (e.g., présence de muscle, cartilage, etc. dans les tumeurs de Wilms)
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166	Implications diagnostiques Hyperméthylation survient très tôt dans la carcinogenèse: - marqueur très précoce du cancer - cellules cancéreuses dans le sputum - adenome colorectal dans les selles PCR sensible à la méthylation
167	L’hypothèse des deux insultes de Knudson (“two hit” theory) L’hypothèse des deux insultes de Knudson doit inclure les insultes épigénétiques en plus des mutations conventionnelles
168	Implications thérapeutiques Études cliniques: Inhibiteur de DNMT : - e.g., 5-azad-C (5-aza-2’-deoxycytidine) Inhibiteur de HDAC : - e.g., TSA (trichostatine-A)
169	Implications thérapeutiques Inhibiteurs de DNMT et de HDAC : Réactivation des gènes suppresseurs de tumeurs (anti-oncogènes)
170	Implications thérapeutiques Inhibiteurs de DNMT dans les essais cliniques - meilleurs taux de réponses : Adenocarcinomas Sein: 63% Ovaire: 25% Colorectal: 30% Poumon: 20% Prostate: 16%
171	Implications thérapeutiques Inhibiteurs de DNMT dans les essais cliniques - meilleurs taux de réponses : Mélanome: 40% Mésothéliome: 17% Leucémie myéloïde aiguë: 89%
172	Empreinte parentale Le domaine 15q11q13
173	Le domaine 15q11q13
174	The 15q11q13 domaine Angelman: UBE3A Prader-Willi: SNRPN et NECDIN Ces 3 gènes sont contigus, et localisés dans le même domaine d’empreinte
175	Le domaine 15q11q13 Syndrome d’Angelman (syndrome du pantin joyeux): ~ 70%: délétion de novo de 15q11.2-q13mat ~ 2% disomie 15q11.2-q13 unipaternelle ~ 2 - 3%: anomalie d’empreinte. Fraction du 25% restant: mutation du gène ubiquitin-protein ligase E3A gene (UBE3A). Plusieurs patients ont une mutation du gène MECP2 impliqué dans le syndrome de Rett
176	Syndrome d’Angelman Syndrome du « Pantin Joyeux » (Happy puppet) Dysmorphisme facial Ataxie – démarche saccadée Retard mental sévère Épilepsie
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178	Syndrome d’Angelman Absence de l’allèle SNRPNmat délétion 15q11q13mat disomie 15 uni-paternelle patient avec 2 chromosomes 15, tous 2 d’origine paternelle L’absence d’expression du gène SNRPN cause le syndrome d’Angelman
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180	Syndrome de Prader-Willi Obésité extrême Retard mental modéré Hypogonadisme Relativement rare: < 1/1000 naissances
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182	Syndrome de Prader-Willi ~ 2/3 : microdélétion 15q11.3pat (mise en évidence avec le FISH) ~ 1/3: UPD-15mat (avec 2 copies de l’allèle maternel inactif, et aucun allèle paternel actif) < 5% : anomalie au niveau du centre d’empreinte.
183	Syndrome de Prader-Willi Prader-Willi - del(15q11q13)pat: Syndrome de « délétion de gènes contigus »: - gène SNRPN (empreinte, expression paternelle) - gène NECDIN - possiblement d’autres gènes
184	Disomie uniparentale Non-disjonction méiotique: - grossesse trisomique: 47 chromosomes, e.g., +15pat puis Perte du chromosome surnuméraire dans une cellule avant le stade blastocyste
185	Disomie uniparentale Supposons une non-disjonction paternelle du 15: - 47,XX,+15pat puis perte d’un 15 surnuméraire dans une cellule: 2/3 : 46,XX avec un 15pat et un 15mat (normal) 1/3 : 46,XX avec deux 15pat – Angelman, puisque cette patiente n’a pas de 15mat
186	Disomie uniparentale Dans les grossesses trisomiques, les cellules ayant perdu le chromosome surnuméraire (et donc diploïdes) sont préférentiellement « choisies » pour former le bouton embryonnaire: - le foetus est diploïde - la placenta est trisomique ou présente un mosaïcisme diploïde / trisomie - on parle de « mosaïcisme restreint au placenta »
187	Disomie uniparentale Dans les cas de disomie uniparentale: - si la non-disjonction survient pendant M1, il y a hétérodisomie (l’individu possède les 2 chromosomes différents du même parent) - si la non-disjonction survient pendant M2, il y a isodisomie (l’individu possède 2 copies identiques du même chromosome), d’où risque de maladie récessive
188	Disomie uniparentale L’hétérodisomie est beaucoup plus fréquente que l’isodisomie - peut-être est-elle moins léthale (gènes récessifs léthaux)
189	Fragile sites Generalities
190	Sites de fragilité chromosomique Régions chromosomiques susceptibles à se casser Classifiés comme - fréquents: affectant un grand pourcentage de la population - rares: < 1% de la population
191	Agents induisant la fragilité Folate (acide folique) Bromo-déoxy-uridine (BrDU) Distamycine-A
192	Impact des sites fragiles Il est maintenant accepté que ces sites ne sont pas pathologiques
193	Fragile X syndrome A classic example of a dynamic mutation
194	Fra X Martin-Bell Syndrome Second genetic cause of mental retardation after Down syndrome (trisomy 21) Affects: 1 man / 4,500 1 woman / 9,000
195	Fra X QI entre 30 et 65 Retard de langage Macro-orchidie Mâchoire et front proéminents Grandes oreilles +/- Hyperactivité +/- épilepsie
196	Fra X - Transmission Lié au X: transmission dominante, avec expressivité variable pénétrance variable manifestation plus sévère chez les hommes
197	Fra X Cause une fragilité en Xq27.3
198	Fra X Causé par une mutation de FMR1: ( Familial Mental Retardation ) Mutation particulière
199	Gène FMR1
200	Paradoxe de Sherman - 20% des hommes porteurs obligatoires normaux - les enfants de ces hommes sont normaux - les enfants de leurs garçons sont normaux - les garçons de leurs filles sont souvent atteints - sévérité augmente au fil des générations Transmission inexpliquée par la génétique Mendélienne
201	Évolution de « n » au cours des générations