TP1 L'attaque des clones_S_DALAINE

TP 1 Thème 1A1 L'origine du génotype des individus

L'attaque des clones

la notion de clone à partir de divers exemples tirés de l’agriculture ou du domaine de la santé

INDEX

C'est quoi un clone?

Les clones de blé

Sélection clonale des lymphocytes

Les vecteurs de clonage

Le clonage reproductif

les lignées cellulaires

Les cellules tumorales

Petit supplément sur les Ac monoclonaux

Les clones de G. Lucas

Ce que vous avez retenu

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Conception

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merci

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Rappels de 1ère sur la sélection clonale

Deux écoles: - clonalité d'abord puis sélection ensuite

- sélection puis clonalité... ...laquelle est juste?

RAPPELS DE 1ERE EN IMMUNOLOGIE

Phagocytose par une cellule dendritique qui devient CPA Sélection clonale des LT4 et LT8 naïfs par la CPA Activation des LT4 et LT8 spécifiques Multiplication des LT4 et LT8 spécifiques Différenciation des LT4 et LT8 spécifiques

Hypothèse 1

Sélection puis clonalité

ce serait une unique cellule qui serait sélectionnée par l'antigène et qui serait à l'origine d'un clone de même spécificité

Hypothèse 2

clonalité puis sélection

Ce serait un clone de cellules- donc plusieurs cellules- ayant le même récepteur spécifique de l'antigène qui serait sélectionné

Hypothèse 1 validée:

Du fait du processus de diversification du répertoire de récepteurs, on considère que chaque lymphocyte possède un récepteur de spécificité unique.Dans ce cadre, on favorise la deuxième école : sélection d'abord, clonalité ensuite. Cependant, il ne faut pas oublier que la spécificité d'un récepteur désigne l'épitope qui est reconnu, mais qu'un antigène porte le plus souvent de nombreux épitopes.Un antigène peut donc être reconnu par plusieurs récepteurs (porté chacun par un lymphocyte distinct), chacun reconnaissant un épitope distinct.Chacun de ces lymphocytes va pouvoir être sélectionné par l’antigène et être à l’origine d’un clone. La plupart des réponses immunitaires naturelles sont donc polyclonales.

Question : Quelle est la probabilité pour un lymphocyte naïf de rencontrer l’antigène dont- il est spécifique ? La recirculation d'un ganglion à l'autre suffit- elle à assurer une reconnaissance efficace ?

Les ganglions lymphatiques sont les lieux de rencontre entre les cellules dendritiques qui présentent l’antigène et les lymphocytes.Cette unité de lieu augmente la probabilité de rencontre par rapport à une rencontre aléatoire dans la circulation de l’organisme. Par ailleurs, un lymphocyte donné va réaliser un à trois circuits complets par jour, du sang vers les tissus puis vers la lymphe. D’autre part, lors d’une infection, de nombreuses cellules dendritiques vont présenter des antigènes du pathogène. Or on estime aujourd’hui qu’au sein des ganglions, la surface d’une cellule dendritique est scannée par plus de 5000 lymphocytes T en une heure. Le fait qu’un lymphocyte T puisse rencontrer relativement rapidement le complexe CMH-­‐peptide auquel il peut se fixer est donc tout à fait plausible.

C'est quoi un clone?

clone = ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, aux mutations près.

les clones de Georges Lucas

les clones de blé

le clonage reproductif

les lignées cellulaires

Les clones de blé

Afin d'optimiser les rendements agricoles les graines de blé vendus par les semenciers sont génétiquement homogènes. On parle de clones. Ces variétés ont été préalablement sélectionnées par sélection massale, séquençage génétique. L'avantage: la productivité et le faible coût à la vente l'inconvénient: la dépendance des agriculteurs envers les semenciers et l'érosion de la biodiversité

Les vecteurs de clonage

On appelle vecteur l'ADN dans lequel on insère le fragment d'ADN à étudier. L'ADN inséré est appelé insert ou ADN étranger ou ADN exogène. Cette séquence nucléotidique est capable de s'auto-répliquer. Les vecteurs sont donc des petits ADN dans lesquels on insère un fragment d'ADN que l'on veut étudier. Ces petits ADN sont généralement des plasmides ou des bactériophages. Il est nécessaire d'introduire ces bactériophages ou plasmides dans les bactéries pour réaliser une multiplication de ceux-ci.

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Les vecteurs de clonage = Molécule d'ADN permettant d'intégrer un fragment d'ADN hôte à multiplier

Les plasmides

Les phages

Autres types de vecteurs : PAC, YAC

les BAC bactériens

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Les plasmides bactériens; des chromosomes circulaires, outils de biotechnologies

Passe ton BAC PAC YAC d''abord!

"Les BAC(Bacterial Artificial Chromosome)Peuvent cloner des fragments d'ADN de taille variant de 100 à 200kb. "

"Les PAC(P1-derived Artificial Chromosome)Peuvent cloner des fragments d'ADN de taille variant de 100 à 200kb. "

"Les YAC(Yeast Artificial Chromosome : Chromosome artificiel de levure).Peuvent intégrer des fragments de grande taille (jusqu'à 400kb). Indispensables pour analyser les grands génomes (notamment, le génome humain)."

VIDEO

Clonage reproductif

ALLEZ FAIRE UN TOUR AU CINE CLUB

"Sur le clonage d'ici deux heures, un expert tu seras "...

Puisque la curiosité vous a poussé à ouvrir cette page, et que pour une professeure de biologie, la curiosité n'est pas un vilain défaut; vous avez gagné le droit d'obtenir des informations sur les anticorps monoclonaux, quelle chance!

Les anticorps monoclonaux

La plupart des antigènes possèdent de nombreux épitopes et donc induisent la prolifération et la différenciation d’un pool de LB, dérivés chacun d’un cellule B qui reconnaît un épitope particulier.Ainsi, l’introduction d’un élément pathogène dans l’organisme induit une réponse anticorps polyclonale.Mais l’hétérogénéité des anticorps qui augmente la protection immunitaire in vivo, réduit l’efficacité de l’antisérum in vitro. Ainsi, pour la plupart des applications en recherche, diagnostic et en thérapeutique, les anticorps monoclonaux, dérivés d’un unique clone et donc spécifiques d’un seul épitope sont préférables.En 1975, Georges Köhler et Cesar Milstein ont conçu une méthode d’obtention d’anticorps monoclonaux.Le principe : fusionner un lymphocyte B activé et une cellule de myélome (= plasmocyte cancéreux) => hybridome, qui possède les propriétés d’immortalité de la cellule myélome et sécrète l’anticorps produit par la cellule B.

Titre 2

Titre 2

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Cellules de la lignée d'une des plus anciennes cultures de cellules humaines, provenant de Henrietta Lacks, morte du cancer du col de l'utérus, et dont une lignée de cellule continue à être cultivée. Ces cellules HeLa ont été colorées de manière à montrer leur noyau cellulaire en fluorescence bleue sous un éclairage particulier.

Les étapes d'obtention de lignées cellulaires

identifier des cellules à fort potentiel mitotique: cellules cancéreuses, cellules embryonnaires, cellules "muse" adultes

déposer la cellule dans un milieu de culture

isoler la cellule à fort potentiel mitotique

orienter une différenciation cellulaire en ajoutant des facteurs de croissance

les cellules choisies se multiplient rapidement et sans besoin d'adhérence

tous les deux jour, surveiller la prolifération cellulaire au MO

les lignées cellulaires cultivées en laboratoire et leurs caractéristiques

Les lignées cellulaires peuvent dériver de lignées cancéreuses ou de lignées embryonnaires ou foetales ou encore de cellules adultes très peu différenciées: les lignées cellulaires choisies poussent souvent sans adhérer à une surface et elles prolifèrent jusqu’à une très forte densité dans une boîte de culture. Des propriétés similaires peuvent être induites expérimentalement chez des cellules normales par transformation avec un virus ou une substance chimique tumorigène. Les lignées cellulaires transformées par cancérisation qui en résultent sont capables de provoquer des tumeurs quand elles sont injectées à un animal. Les lignées cellulaires sont très utiles dans la recherche cellulaire, car elles peuvent être stockées dans l’azote liquide à -196 °C pendant une période illimitée et sont encore viables après décongélation.

Image réalisée en photonfluorescence. Grossissement 300x.

Cellule à fort potentiel mitotique

Les lignées cellulaires eucaryotes constituent une source de cellules homogènes très utilisée.La plupart des cellules meurent après un nombre fini de divisions en culture, les cellules de peau humaine se maintiennent habituellement en culture plusieurs mois, ne se divisant que 50 à 100 fois avant de mourir. Cette durée de vie limitée pourrait refléter la durée de vie limitée de l’animal dont elles sont dérivées. Cependant, certaines cellules subissent parfois en culture une modification génétique qui les immortalise. Ces cellules peuvent être propagées à l’infini pour donner une lignée cellulaire.

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le cycle cellulaire présente des points de contrôle

la protéine p53 empêche la division cellulaire lorsqu'elle détecte une lésion de l'ADN. Dans le cas d'une mutation du gène codant p53, la cellule continue de se diviser malgré les lésions de son ADN...

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VIDEOS

la reprogrammation cellulaire

La culture cellulaire en laboratoire

Les cellules cultivées sont un peu comme des bébés: il faut "tous les 2 jours, les changer de milieu, les nettoyer, les nourrir...

Caractéristiques des lignées cellulaires

les principales lignées cellulaires utilisées en labo

capables de se reproduire sans contact entre elles

capables de se différencier en plusieurs types cellulaires

génétiquement modifiées

Les lignées cellulaires cancéreuses présentent des mutations génétiques (p53, Rb...) les rendant malignes: polifération anarchique et capacité à envahir et coloniser d'autres territoires

3T 3 Fibroblaste (souris)BHK 21 Fribroblatse (hamster syrien)MDCK Cellule épithéliale (chien)Hela Cellule épithéliale (humain)PtK 1 Cellule épithéliale (rat kangourou)L 6 Myoblaste (rat)SP 2 Plasmocyte (souris)

les lignées cellulaires cultivées peuvent être induites en différents types cellulaires: cellule musculaire, graisseuse...

les lignées cellulaires cancéreuses poussent souvent sans adhérer à une surface et elles prolifèrent jusqu’à une très forte densité dans une boîte de culture

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les lignées celluaires sont pluripotentes

les cellules cultivées en laboratoire sont très peu différenciées (soit cellules souches embryonnaires soit cellules cancéreuses transformées). Elles sont peu spécialisées. En culture, elles sont dépourvues de matrice extracellulaire et donc des informations "de position" qu'elles reçoivent lorsqu'elles sont in vivo. En ajoutant des facteurs de transcription spécifiques, on peut artificiellement induire une différenciation d'une lignée cellulaire en un type de tissu.

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le cas des cellules cancéreuses: prolifération anarchique et invasion des tissus

coupes de col de l’utérus d’une femme témoin

cancer invasif

coupe de col de l’utérus d’une femme souffrant d’un cancer du col de l’utérus (vues au MO).

D’après SVT 1ère S Belin, ed 2011 p264

Pour métastaser les cellules cancéreuses doivent pouvoir envahir les capillaires sanguins

les cellules tumorales présentent des forment anormales

les cellules saines (A) ont des formes standards et de petits noyaux (faible potentiel mitotique)

VS

les cellules (C) cancéreuses présentent des formes anormales, de gros noyaux

Cf 2nde le rôle de la matrice extracellualirele

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la majorité des cancers dérive d'une seule cellule anormale

Le cancer a une origine monoclonale. Même lorsque le cancer a métastasé, son origine peut habituellement être rattachée à une tumeur primitive unique, provenant d'un organe identifié et présumée provenir, par division, d'une cellule unique ayant subi une modification transmissible lui permettant de prendre le pas sur ses voisines.

D'après Biologie moléculaire de la cellule Alberts ed2001 p1258

QU'AVEZ-VOUS RETENU?

Le terme de clone se réfère aussi bien à une cellule (Cf Lymphocytes) qu'à une molécule (cf anticorps monoclonaux)

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Le clonage d'ADN permet la multiplication de fragments d'ADN et repose sur 3 protagonistes

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Les lignées cellulaires à haut potentiel mitotique sont par exemple des cellules cancéreuses, mais aussi des cellules embryonnaires

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Réalisation de cette présentation

Stéphanie Dalaine

Le cours de Janis Kuby

Bruce Alberts

Lewis

Professeure de SVT

soutien indéfectible pendant les journées passées sur Genially

Biologie moléculaire de la cellule 3e édition

Immunologie

MERCI!

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