Première Spécialité SVT
THEME 3 :
Corps humain et santé
Sous Thème 3.1 Variation génétique et Santé
LGT Frantz FANON 972
Variations génétiques et santé
Dans une espèce donnée, les génomes des individus diffèrent les uns des autres, du fait des mutations qui se produisent et sont conservées d’une génération à une autre.
Ces différences peuvent avoir des conséquences sur la santé : prédisposition à certaines pathologies ou sensibilité différentes aux agents pathogènes.
Le développement de la génomique (discipline de la biologie qui étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer... à l'échelle du génome, au lieu de se limiter à l'échelle d'un seul gène) conduit à l’idée d’une médecine personnalisée et ouvre la voie à la thérapie génique. De même, la variabilité génétique des micro-organismes peut avoir des implications en termes de pathogénicité ou de résistance aux drogues (médicaments) sensées les combattre.
Comment expliquer l’apparition de certaines maladies génétiques dans une population ?
Comment expliquer la résistance bactérienne aux antibiotiques? Comment soigner et protéger la population ?
Patrimoine génétique et santé
Chapitre 2 - Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiquesRésitances bactériennes aux antibiotiques Chapitre 1 - Mutations et santé I - Origine, transmission, traitement, prévention des maladies monogénétiquesDrépanocytose II - Origine, transmission, traitement, prévention des maladies plurifactorielles Diabète de type 2
Altération des génomes et cancérisation III - Etudes épidémiologiques
Chapitre 2 - Résistances aux antibiotiques
Le génome bactérien (chromosome bactérien et plasmides) subit des mutations spontanées ou induites qui font parfois apparaître des gènes de résistance aux antibiotiques. La présence de bactéries résistantes dans un milieu contenant des antibiotiques aboutit à leur sélection et à leur prolifération puisque toutes les autres bactéries, sensibles à l’antibiotique, sont éliminées. L'utilisation systématique des traitements antibiotiques en santé humaine ou vétérinaire favorise l'émergence de bactéries résistantes difficiles à combattre. Ces bactéries peuvent présenter, simultanément, des résistances à plusieurs antibiotiques.
Vibrio cholerae
Résistances aux antibiotiques
Rosabella présente de fortes douleurs abdominales accompagnées de diarrhées sanguinolentes après l’absorption d’un jus de canne. Son médecin traitant qui suspecte une infection par Escherichia Coli lui prescrit un antibiotique (la céfotaxine) habituellement utilisé pour ce type d’infection. Au bout de 5 jours les symptômes persistent et le médecin demande un antibiogramme pour mieux cibler la bactérie responsable. La bêta-lactamase active sécrétée par les bactéries résistantes est capable de détruire certains antibiotiques. Les bactéries sensibles à ces antibiotiques sécrètent une bêta-lactamase inactive.
Explique pourquoi l’antibiotique céfotaxine prescrit n’a pas été efficace, alors qu’il l’est d’habitude.Réalise un antibiogramme pour déterminer un antibiotique efficace sur la souche d'Eschérichia Coli responsable des douleurs de Rosabella.Propose des mesures de prévention pour réduire le risque d'infection.
Ressources et protocoles expérimentaux
Ressources et protocole
Acquisition de la résistance aux antibiotiques par des bactéries initialement sensibles
Effet d’un antibiotique sur des bactéries résistantes
Les gènes de résistance aux antibiotiques
Séquences du gène Lactamase de la souche d'E. coli responsable des douleurs de Rosabella. Anagène / Fichier / ouvrir ……/ EC-Lactamase.edi
Allèle des bactéries sensibles : SHV1.adn Allèle des bactéries résistantes SHV2.adn
Fiche protocole : Réaliser un antibiogramme
Ressources et protocole
Transmission des bactéries résistantes aux antibiotiques
Ressources et protocole
Evolution de la résistance de la bactérie Escherichia coli aux antibiotiques de type céphalosporine
D’après ECDPC (European Centre for Disease Prevention and Control)
Manipulations
Réaliser une électrophorèse Les protéines sont globalement électronégatives. Placées dans un champ électromagnétique, elles migrent vers le pôle positif, plus ou moins vite, en fonction du nombre et des propriétés physico-chimiques des acides aminés les constituant. Réaliser un test d'immunodiffusion Les tissus cancéreux produisent des molécules, souvent des protéines. L’organisme peu aussi fabriquer des molécules (comme des anticorps) en réponse à la croissance d’un cancer. Ces molécules sont appelées « marqueurs tumoraux » Réaliser un antibiogramme Comparer des séquences nucléotidiques ou peptidiques avec anagène
Drépanocytose
Pierre, jeune footballeur martiniquais de 15 ans a souffert d’asthénie et de fortes douleurs articulaires lors d’un séjour dans les Alpes en décembre dernier. C’était surprenant puisqu’il n’avait aucun traumatisme et qu’il n’avait pas fait plus d’efforts physiques que d’habitude. En absence de fièvre et d’infection pulmonaire, le kinésithérapeute de l’équipe se demande si Pierre n’est pas, comme son grand-père paternel, drépanocytaire. Mais non répond l’entraineur, « je connais ses parents ils ne sont pas drépanocytaires ».
La drépanocytose est une maladie de l'hémoglobine du sang. Cette macromolécule constituée de quatre protéines (2 globines α et 2 globines β) est impliquée dans le transports sanguin du dioxygène. Pour vérifier le statut d’un individu face à la drépanocytose, on peut observer au microscope son frottis sanguin ou réaliser une électrophorèse de l’hémoglobine pour distinguer l’hémoglobine efficace de celle qui l’est moins ou encore réaliser un test génétique. En effet, le gène « globine β » porté par le chromosome11 correspond à l’allèle HbS chez les drépanocytaires et l’allèle HbA chez les sujets sains.
Hématie falciforme
Hématie biconcave
La drépanocytose
On cherche à vérifier l’hypothèse du kinésithérapeute pour expliquer le malaise de Pierre dans les Alpes et lui proposer, si l’hypothèse du kinésithérapeute est juste, une thérapie et des mesures de prévention pour limiter les crises.
Les symptômes de la drépanocytose
La drépanocytose au niveau cellulaire
La drépanocytose au niveau moléculaire
Le coin des manipulations
Le coin des résultats de Pierre
Statut génétique de Pierre et de ses parents
Les symptômes de la drépanocytose
Signes cliniques
Premiers symptômes de la drépanocytose sur la main d’un nourrisson de 18 mois.
Circonstances favorisant une crise drépanocytaire
La drépanocytose - niveau cellulaire
Hématie normale MEBx4500
Hématie falciforme
Circulation sanguine dans les capillaires sanguins
La drépanocytose - niveau moléculaire
Hémoglobine normale HbA
Polymères d'hémoglobine S (MET)
Hémoglobine de drépanocytaire HbS (dimère)
Le passage de l'état soluble à l'état insoluble de l'hémoglobine
Hématies d’un sujet sain et d'un drépanocytaire en absence de dioxygène
Proportion d’hématies falciformes en fonction de la concentration en dioxygène La pression partielle du dioxygène diminue avec l'altitude : 100% à 0 km d'altitude; 76% à 7 km)
Le passage de l’hémoglobine HbS de l’état soluble à l’état insoluble (polymères fibreux) résulte d’un équilibre chimique qui dépend de plusieurs facteurs.
La drépanocytose - le coin des manipulations
Représentation 3D de la protéine globine bêta avec libmol Séquences nucléotidiques et peptidiques de la globine bêta Eléctrophorèse des protéines Le test d'Emmel - Observation microscopique des hématies
Fiche technique libmol
Fiche technique GenieGen2
Fiche technique Electrophorèse
La drépanocytose - Electrophorèse de l'hémoglobine
Placées dans un champ électromagnétique, les protéines (globalement électronégatives), migrent vers le pôle positif . En fonction de la taille (nombre d’acides aminés) des protéines et de la charge électrique des acides aminés (neutre, positive, ou négative), leurs migrations sont plus ou moins rapide. Acides aminés non polaires : Alanine (Ala), Glycine (Gly, Valine (Val), Leucine (Leu), Isoleucine (Ile), Proline (Pro), Phénylalanine (Phe), Méthionine (Met), Tryptophane (Trp), Cystéine (Cys) Acides aminés polaires non chargés : Histidine (His), Asparagine (Asn), Glutamine (Gln), Sérine (Ser), Thréonine (Thr), Tyrosine (Tyr) Acides aminés polaires basiques : Arginine (Arg), Lysine (Lys) Acides aminés polaires acides : Acide aspartique (Asp), Acide glutamique (Glu)
La drépanocytose - le test d'Emmel
Mettre 5 µl de sang sur une lame, ajouter 20 µl de sérum physiologique (eau avec 9 g/l de sel).
Mélanger rapidement et aspirer 14 µl du liquide obtenu.
Couvrir rapidement le reste du liquide par une lamelle sans faire aucune bulle d’air puis sceller les 4 bords de la lamelle avec du vernis à ongles pour que l’oxygène ne puisse pas pénétrer.
Rechercher, sur toute la préparation les hématies falciformes au microscope objectif 40 (après 1, 2, 6 voire 24 heures puisque la falciformation est progressive et n’est pas homogène). Un sujet sain possède moins de 1 % de cellules falciformes.
Frottis sanguin observé au microscope optique Sujet drépanocytaire
Frottis sanguin observé au microscope optique Sujet sain
La drépanocytose - le coin des résultats de Pierre
Résultat de l'électrophorèse de Pierre et de témoins
Résultat du test d’Emmel : Recherche hémoglobine S
La drépanocytose - Thérapie et prévention
Les symptômes de la drépanocytose sont traités essentiellement à l'aide de transfusions sanguines qui soulagent les patients. Cependant ce traitement peut être associé à des effets secondaires importants et doit être effectué régulièrement et à vie. Plusieurs essais de thérapie génique sont en cours pour tenter de guérir les patients. Il s'agit de la greffe de cellules souches hématopoïétiques (cellules à l’origine de toutes nos cellules sanguines). Un donneur compatible est indispensable (frères ou sœurs « HLA compatibles »). Cependant ces patients doivent suivre un traitement immunosuppresseur, à vie. Ils ne sont pas à l’abri d’une maladie chronique du greffon contre l’hôte. Une nouvelle approche consiste à restaurer la production d’une hémoglobine saine dans les cellules des patients, grâce à la thérapie génétique. A l'aide d"un vecteur (virus modifié), le gène non muté est introduit dans les cellules du patient dans lesquelles il peut s'exprimer .
Etudes épidémiologiques
L'épidémiologie est une discipline scientifique qui étudie l'émergenge de pathologies au sein des populations humaines. Cette science médicale cherche à déterminer la fréquence, la distribution dans le temps et dans l’espace, ainsi que les facteurs favorisant l'apparition de la maladie. L'épidémiologie se fonde sur l'analyse statistique réalisée à partir de données issues d'échantillons représentatifs d'une population. On distingue deux grands types d'études : les études de cohortes les études de cas-témoin Exemple d'étude épidémiologique : L’étude KANNARI (2013-2014)
Altération des génomes et cancérisation
Le cancer de la prostate lié à une surexposition au chlordécone figure au tableau des maladies professionnelles depuis la publication officielle du décret du 22 décembre 2021. Ce décret s’inscrit dans le plan « chlordécone IV » (2021 à 2027) destiné à agir contre les conséquences de la pollution à long terme de la chlordécone. Ce plan présente divers volets : cartographies des zones polluées et le traitement des sols, l’accompagnement des professionnels de l'agriculture, de l’élevage et de la pêche, l'impact sanitaire, la protection, la formation et l'éducation des populations (limitation de la diffusion de la pollution, la chlordéconémie, suivi médical des travailleurs...). La pollution par la chlordécone, pesticide utilisé en Guadeloupe et en Martinique de 1972 à 1993 pour lutter contre le charançon du bananier, constitue, par son ampleur et sa persistance dans le temps, un enjeu sanitaire, environnemental, agricole, économique et social pour les Antilles. Cette molécule toxique et très persistante dans les sols est susceptible de contaminer certaines denrées végétales ou animales ainsi que les milieux aquatiques.
Altération des génomes et cancérisation
Le cancer du sein est une maladie qui se développe à partir de cellules du sein qui se transforment et se multiplient de façon anarchique, jusqu’à former une masse appelée tumeur maligne.
Le cancer de la prostate est une maladie qui se développe à partir de cellules de la prostate initialement normales qui se transforment et se multiplient de façon anarchique, jusqu’à former une masse appelée tumeur maligne.
Qu’est-ce qu’un cancer ?
Comment le soigner ?
Comment prévenir sa survenue ?
Mutation des oncogènes et cancérisation
Mutation des gènes BRCA1 et BRCA2 et cancer du sein et de la prostate
Les gènes BRCA1 (17q21) et BRCA2 (13q12-13), qui prédisposent au cancer du sein héréditaire, ont également été évoqués pour le cancer de la prostate. 5 à 10% des cancers du sein seraient d’origine génétique. Les gènes BRCA1 et BRCA2 sont impliqués dans la réparation de l’ADN. Une mutation d'un de ces gènes qui perturbe leur fonction fait augmenter le risque de cancer du sein. Ces gènes sont appelés gènes de prédisposition génétique.
Cancérisation et thérapie
Pour éliminer les cellules cancéreuses avant une prolifération importante on peut empêcher l’irrigation de la tumeur (en absence de nutriments et de dioxygène, les cellules ne peuvent se multiplier) ou détruire les cellules cancéreuses ou empêcher la duplication de l’ADN donc les mitoses, sans toucher aux autres cellules. Les campagnes de dépistage permettent de déceler les tumeurs de petites tailles.
Cancérisation et thérapie
On peut inhiber la communication intercellulaire. La protéine DDR1 capte les signaux présents dans l’environnement immédiat de la tumeur et induit une cascade d’événements qui stimulent l’invasion et le développement métastatique. La thérapie ciblée nilotinib inhibe l’activité de DDR1 et réduit la formation des métastases.
(EMBO Mol,Med, 2018)
Agents mutagènes et cancérisation
Exposition virale et cancérisation
Les papillomavirus HPV de type 6, 11, 16 et 18 sont impliqués dans 90% des cancers du col de l’utérus.
Leur génome code des protéines qui favorisent la dégradation de la protéine p53 codée par le gène p53 qui permet de réparer l'ADN. La contamination virale peut se produire lors d’une relation sexuelle non protégée avec un partenaire infecté.
Le vaccin anti-HPV est proposé en France, essentiellement aux jeunes filles avant le début de la vie sexuelle.
Evolution du pourcentage d’infections par le virus papillomavirus HPV après un programme de vaccination en Australie
Prévention
Comportement à risque
Dépistage
Activité sportive
Alimentation
Alimentation
Le Diabète de type 2, une maladie plurifactorielle
Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie chronique dont la prévalence ne cesse d'augmenter dans le monde. En 2017, on dénombrait 24 000 personnes déclarées diabétiques en Martinique. Selon un rapport de l'OMS, le nombre d'adultes touchés par cette maladie a été multiplié par 4 au cours des 35 dernières années, il correspond à 8% de la population).
Comment expliquer ce chiffre alarmant en Martinique?
Quelle est l’origine de cette maladie?
Comment soigner de telle maladie?
Pathologie résultant de la combinaison de plusieurs causes de nature diverse, souvent une prédisposition génétique (possession de certains allèles) associée à des facteurs environnementaux ou comportementaux.
Maladie multifactorielle
Le Diabète de type 2, ressources
Glycémie et diabète Prévalence du diabète de type 2 chez les indiens Pimas Diabète de type 2 au niveau cellulaire et moléculaire Risque de développer un diabète de type 2 en fonction des antécédents familiaux Une affiche de campagne Des lésions liées au diabète
Glycémie au cours du temps
Un diabète est avéré lorsque la glycémie à jeun est égale ou supérieure à 1.26 g/l à deux reprises ou égale ou supérieure à 2 g/l à n'importe quel moment de la journée.
Diabète chez les indiens PIMAS
2000
Régime alimentaire quotidien des Pimas des USA
Mode de vie des Pimas des USA
USA
Photo 2000
1800
Régime alimentaire quotidien des Pimas du Mexique
Mode de vie des Pimas du Mexique
MEXIQUE
Photo 1800
Diabète chez les indiens PIMAS
Prévalence du diabète de type 2 en fonction de l’indice de masse corporelle (IMC) chez les indiens PIMAS
Prévalence : Nombre de cas d'une maladie dans une population à un moment donné, englobant les cas nouveaux et anciens.
IMC = Masse (kg)/Taille² (m)
Calculer l'IMC
Diabète de type 2 Niveau cellulaire et moléculaire
Des adipocytes (cellules adipeuses), spécialisés dans le stockage des lipides (matière grasse) sont cultivés en présence de glucose marqué au carbone 14. Une partie du glucose absorbé par les adipocytes peut être transformée en matière grasse.
Diabète de type 2 Niveau cellulaire et moléculaire
Milieu extra cellulaire
Membrane plasmique
Cytoplasme
Risque de développer un diabète de type 2 en fonction des antécédents familiaux
Population générale
Père ou mère diabétique
Frère ou sœur diabétique
Père et mère diabétiques
Etudes d’association pangénomique sur le diabète de type 2
et exemples de gènes de prédisposition
Entre 2011 et 2017, on a identifié une centaine de gènes dont certains allèles augmentent un risque relatif supérieur à 1 de développer le diabète. Ces allèles sont qualifiés de « gènes de prédisposition ». Ces gènes de prédisposition provoquent souvent une insensibilité des cellules cibles à l’action de l’insuline. La pénétration du glucose n’est plus activée à cause de :
- récepteurs à insuline rares ou absents
- signaux vers les transporteurs à insuline défectueux.
- transporteurs insuffisants La fréquence de certains gènes de prédisposition varie parfois en fonction des populations. Exemple du gène PPARGExemple du gène KCNT1
Des lésions liées au diabète
Fiche Protocole : Réaliser un antibiogramme Matériel : Solutions d’antibiotiques : amikacine (1); gentamicine (2); pristinamycine (3) et céfotaxine (4) Pastilles de papier filtre, marqueurs, pince fine et boîte de culture de la bactérie Escherichia Coli Mise en œuvre de l’activité :
Plonger une pastille de papier filtre dans l’un des antibiotiques puis disposé la sur la gélose. Recommencer la même opération avec les autres antibiotiques en disposant les pastilles en cercle. Résultat : Une auréole de lyse se forme autour de la pastille lorsque la bactérie est sensible à l’antibiotique
Ouvrir GenieGen ouvrir la banque de séquences (.edi, .fasta, .pdb) Saisir le mot clé lactamase : ouverture des fichiers "séquences" Choisir le "pack " résistance aux antibiotiques chez e. coli / Charger ces séquences : ouverture des deux séquences:Allèle des bactéries sensibles : SHV1.adn Allèle des bactéries résistantes SHV2.adn Action / Aligner les séquences sélectionnées Un trait ou une bande rouge : zone présentant des mutations.
Patrimoine génétique et santé_2024C
emmanuelle.rejon
Created on March 14, 2024
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Première Spécialité SVT
THEME 3 : Corps humain et santé
Sous Thème 3.1 Variation génétique et Santé
LGT Frantz FANON 972
Variations génétiques et santé
Dans une espèce donnée, les génomes des individus diffèrent les uns des autres, du fait des mutations qui se produisent et sont conservées d’une génération à une autre. Ces différences peuvent avoir des conséquences sur la santé : prédisposition à certaines pathologies ou sensibilité différentes aux agents pathogènes. Le développement de la génomique (discipline de la biologie qui étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer... à l'échelle du génome, au lieu de se limiter à l'échelle d'un seul gène) conduit à l’idée d’une médecine personnalisée et ouvre la voie à la thérapie génique. De même, la variabilité génétique des micro-organismes peut avoir des implications en termes de pathogénicité ou de résistance aux drogues (médicaments) sensées les combattre.
Comment expliquer l’apparition de certaines maladies génétiques dans une population ? Comment expliquer la résistance bactérienne aux antibiotiques? Comment soigner et protéger la population ?
Patrimoine génétique et santé
Chapitre 2 - Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiquesRésitances bactériennes aux antibiotiques Chapitre 1 - Mutations et santé I - Origine, transmission, traitement, prévention des maladies monogénétiquesDrépanocytose II - Origine, transmission, traitement, prévention des maladies plurifactorielles Diabète de type 2 Altération des génomes et cancérisation III - Etudes épidémiologiques
Chapitre 2 - Résistances aux antibiotiques
Le génome bactérien (chromosome bactérien et plasmides) subit des mutations spontanées ou induites qui font parfois apparaître des gènes de résistance aux antibiotiques. La présence de bactéries résistantes dans un milieu contenant des antibiotiques aboutit à leur sélection et à leur prolifération puisque toutes les autres bactéries, sensibles à l’antibiotique, sont éliminées. L'utilisation systématique des traitements antibiotiques en santé humaine ou vétérinaire favorise l'émergence de bactéries résistantes difficiles à combattre. Ces bactéries peuvent présenter, simultanément, des résistances à plusieurs antibiotiques.
Vibrio cholerae
Résistances aux antibiotiques
Rosabella présente de fortes douleurs abdominales accompagnées de diarrhées sanguinolentes après l’absorption d’un jus de canne. Son médecin traitant qui suspecte une infection par Escherichia Coli lui prescrit un antibiotique (la céfotaxine) habituellement utilisé pour ce type d’infection. Au bout de 5 jours les symptômes persistent et le médecin demande un antibiogramme pour mieux cibler la bactérie responsable. La bêta-lactamase active sécrétée par les bactéries résistantes est capable de détruire certains antibiotiques. Les bactéries sensibles à ces antibiotiques sécrètent une bêta-lactamase inactive. Explique pourquoi l’antibiotique céfotaxine prescrit n’a pas été efficace, alors qu’il l’est d’habitude.Réalise un antibiogramme pour déterminer un antibiotique efficace sur la souche d'Eschérichia Coli responsable des douleurs de Rosabella.Propose des mesures de prévention pour réduire le risque d'infection.
Ressources et protocoles expérimentaux
Ressources et protocole
Acquisition de la résistance aux antibiotiques par des bactéries initialement sensibles
Effet d’un antibiotique sur des bactéries résistantes
Les gènes de résistance aux antibiotiques
Séquences du gène Lactamase de la souche d'E. coli responsable des douleurs de Rosabella. Anagène / Fichier / ouvrir ……/ EC-Lactamase.edi Allèle des bactéries sensibles : SHV1.adn Allèle des bactéries résistantes SHV2.adn
Fiche protocole : Réaliser un antibiogramme
Ressources et protocole
Transmission des bactéries résistantes aux antibiotiques
Ressources et protocole
Evolution de la résistance de la bactérie Escherichia coli aux antibiotiques de type céphalosporine D’après ECDPC (European Centre for Disease Prevention and Control)
Manipulations
Réaliser une électrophorèse Les protéines sont globalement électronégatives. Placées dans un champ électromagnétique, elles migrent vers le pôle positif, plus ou moins vite, en fonction du nombre et des propriétés physico-chimiques des acides aminés les constituant. Réaliser un test d'immunodiffusion Les tissus cancéreux produisent des molécules, souvent des protéines. L’organisme peu aussi fabriquer des molécules (comme des anticorps) en réponse à la croissance d’un cancer. Ces molécules sont appelées « marqueurs tumoraux » Réaliser un antibiogramme Comparer des séquences nucléotidiques ou peptidiques avec anagène
Drépanocytose
Pierre, jeune footballeur martiniquais de 15 ans a souffert d’asthénie et de fortes douleurs articulaires lors d’un séjour dans les Alpes en décembre dernier. C’était surprenant puisqu’il n’avait aucun traumatisme et qu’il n’avait pas fait plus d’efforts physiques que d’habitude. En absence de fièvre et d’infection pulmonaire, le kinésithérapeute de l’équipe se demande si Pierre n’est pas, comme son grand-père paternel, drépanocytaire. Mais non répond l’entraineur, « je connais ses parents ils ne sont pas drépanocytaires ».
La drépanocytose est une maladie de l'hémoglobine du sang. Cette macromolécule constituée de quatre protéines (2 globines α et 2 globines β) est impliquée dans le transports sanguin du dioxygène. Pour vérifier le statut d’un individu face à la drépanocytose, on peut observer au microscope son frottis sanguin ou réaliser une électrophorèse de l’hémoglobine pour distinguer l’hémoglobine efficace de celle qui l’est moins ou encore réaliser un test génétique. En effet, le gène « globine β » porté par le chromosome11 correspond à l’allèle HbS chez les drépanocytaires et l’allèle HbA chez les sujets sains.
Hématie falciforme
Hématie biconcave
La drépanocytose
On cherche à vérifier l’hypothèse du kinésithérapeute pour expliquer le malaise de Pierre dans les Alpes et lui proposer, si l’hypothèse du kinésithérapeute est juste, une thérapie et des mesures de prévention pour limiter les crises.
Les symptômes de la drépanocytose
La drépanocytose au niveau cellulaire
La drépanocytose au niveau moléculaire
Le coin des manipulations
Le coin des résultats de Pierre
Statut génétique de Pierre et de ses parents
Les symptômes de la drépanocytose
Signes cliniques
Premiers symptômes de la drépanocytose sur la main d’un nourrisson de 18 mois.
Circonstances favorisant une crise drépanocytaire
La drépanocytose - niveau cellulaire
Hématie normale MEBx4500
Hématie falciforme
Circulation sanguine dans les capillaires sanguins
La drépanocytose - niveau moléculaire
Hémoglobine normale HbA
Polymères d'hémoglobine S (MET)
Hémoglobine de drépanocytaire HbS (dimère)
Le passage de l'état soluble à l'état insoluble de l'hémoglobine
Hématies d’un sujet sain et d'un drépanocytaire en absence de dioxygène
Proportion d’hématies falciformes en fonction de la concentration en dioxygène La pression partielle du dioxygène diminue avec l'altitude : 100% à 0 km d'altitude; 76% à 7 km)
Le passage de l’hémoglobine HbS de l’état soluble à l’état insoluble (polymères fibreux) résulte d’un équilibre chimique qui dépend de plusieurs facteurs.
La drépanocytose - le coin des manipulations
Représentation 3D de la protéine globine bêta avec libmol Séquences nucléotidiques et peptidiques de la globine bêta Eléctrophorèse des protéines Le test d'Emmel - Observation microscopique des hématies
Fiche technique libmol
Fiche technique GenieGen2
Fiche technique Electrophorèse
La drépanocytose - Electrophorèse de l'hémoglobine
Placées dans un champ électromagnétique, les protéines (globalement électronégatives), migrent vers le pôle positif . En fonction de la taille (nombre d’acides aminés) des protéines et de la charge électrique des acides aminés (neutre, positive, ou négative), leurs migrations sont plus ou moins rapide. Acides aminés non polaires : Alanine (Ala), Glycine (Gly, Valine (Val), Leucine (Leu), Isoleucine (Ile), Proline (Pro), Phénylalanine (Phe), Méthionine (Met), Tryptophane (Trp), Cystéine (Cys) Acides aminés polaires non chargés : Histidine (His), Asparagine (Asn), Glutamine (Gln), Sérine (Ser), Thréonine (Thr), Tyrosine (Tyr) Acides aminés polaires basiques : Arginine (Arg), Lysine (Lys) Acides aminés polaires acides : Acide aspartique (Asp), Acide glutamique (Glu)
La drépanocytose - le test d'Emmel
Mettre 5 µl de sang sur une lame, ajouter 20 µl de sérum physiologique (eau avec 9 g/l de sel). Mélanger rapidement et aspirer 14 µl du liquide obtenu. Couvrir rapidement le reste du liquide par une lamelle sans faire aucune bulle d’air puis sceller les 4 bords de la lamelle avec du vernis à ongles pour que l’oxygène ne puisse pas pénétrer. Rechercher, sur toute la préparation les hématies falciformes au microscope objectif 40 (après 1, 2, 6 voire 24 heures puisque la falciformation est progressive et n’est pas homogène). Un sujet sain possède moins de 1 % de cellules falciformes.
Frottis sanguin observé au microscope optique Sujet drépanocytaire
Frottis sanguin observé au microscope optique Sujet sain
La drépanocytose - le coin des résultats de Pierre
Résultat de l'électrophorèse de Pierre et de témoins
Résultat du test d’Emmel : Recherche hémoglobine S
La drépanocytose - Thérapie et prévention
Les symptômes de la drépanocytose sont traités essentiellement à l'aide de transfusions sanguines qui soulagent les patients. Cependant ce traitement peut être associé à des effets secondaires importants et doit être effectué régulièrement et à vie. Plusieurs essais de thérapie génique sont en cours pour tenter de guérir les patients. Il s'agit de la greffe de cellules souches hématopoïétiques (cellules à l’origine de toutes nos cellules sanguines). Un donneur compatible est indispensable (frères ou sœurs « HLA compatibles »). Cependant ces patients doivent suivre un traitement immunosuppresseur, à vie. Ils ne sont pas à l’abri d’une maladie chronique du greffon contre l’hôte. Une nouvelle approche consiste à restaurer la production d’une hémoglobine saine dans les cellules des patients, grâce à la thérapie génétique. A l'aide d"un vecteur (virus modifié), le gène non muté est introduit dans les cellules du patient dans lesquelles il peut s'exprimer .
Etudes épidémiologiques
L'épidémiologie est une discipline scientifique qui étudie l'émergenge de pathologies au sein des populations humaines. Cette science médicale cherche à déterminer la fréquence, la distribution dans le temps et dans l’espace, ainsi que les facteurs favorisant l'apparition de la maladie. L'épidémiologie se fonde sur l'analyse statistique réalisée à partir de données issues d'échantillons représentatifs d'une population. On distingue deux grands types d'études : les études de cohortes les études de cas-témoin Exemple d'étude épidémiologique : L’étude KANNARI (2013-2014)
Altération des génomes et cancérisation
Le cancer de la prostate lié à une surexposition au chlordécone figure au tableau des maladies professionnelles depuis la publication officielle du décret du 22 décembre 2021. Ce décret s’inscrit dans le plan « chlordécone IV » (2021 à 2027) destiné à agir contre les conséquences de la pollution à long terme de la chlordécone. Ce plan présente divers volets : cartographies des zones polluées et le traitement des sols, l’accompagnement des professionnels de l'agriculture, de l’élevage et de la pêche, l'impact sanitaire, la protection, la formation et l'éducation des populations (limitation de la diffusion de la pollution, la chlordéconémie, suivi médical des travailleurs...). La pollution par la chlordécone, pesticide utilisé en Guadeloupe et en Martinique de 1972 à 1993 pour lutter contre le charançon du bananier, constitue, par son ampleur et sa persistance dans le temps, un enjeu sanitaire, environnemental, agricole, économique et social pour les Antilles. Cette molécule toxique et très persistante dans les sols est susceptible de contaminer certaines denrées végétales ou animales ainsi que les milieux aquatiques.
Altération des génomes et cancérisation
Le cancer du sein est une maladie qui se développe à partir de cellules du sein qui se transforment et se multiplient de façon anarchique, jusqu’à former une masse appelée tumeur maligne.
Le cancer de la prostate est une maladie qui se développe à partir de cellules de la prostate initialement normales qui se transforment et se multiplient de façon anarchique, jusqu’à former une masse appelée tumeur maligne.
Qu’est-ce qu’un cancer ? Comment le soigner ? Comment prévenir sa survenue ?
Mutation des oncogènes et cancérisation
Mutation des gènes BRCA1 et BRCA2 et cancer du sein et de la prostate
Les gènes BRCA1 (17q21) et BRCA2 (13q12-13), qui prédisposent au cancer du sein héréditaire, ont également été évoqués pour le cancer de la prostate. 5 à 10% des cancers du sein seraient d’origine génétique. Les gènes BRCA1 et BRCA2 sont impliqués dans la réparation de l’ADN. Une mutation d'un de ces gènes qui perturbe leur fonction fait augmenter le risque de cancer du sein. Ces gènes sont appelés gènes de prédisposition génétique.
Cancérisation et thérapie
Pour éliminer les cellules cancéreuses avant une prolifération importante on peut empêcher l’irrigation de la tumeur (en absence de nutriments et de dioxygène, les cellules ne peuvent se multiplier) ou détruire les cellules cancéreuses ou empêcher la duplication de l’ADN donc les mitoses, sans toucher aux autres cellules. Les campagnes de dépistage permettent de déceler les tumeurs de petites tailles.
Cancérisation et thérapie
On peut inhiber la communication intercellulaire. La protéine DDR1 capte les signaux présents dans l’environnement immédiat de la tumeur et induit une cascade d’événements qui stimulent l’invasion et le développement métastatique. La thérapie ciblée nilotinib inhibe l’activité de DDR1 et réduit la formation des métastases. (EMBO Mol,Med, 2018)
Agents mutagènes et cancérisation
Exposition virale et cancérisation
Les papillomavirus HPV de type 6, 11, 16 et 18 sont impliqués dans 90% des cancers du col de l’utérus. Leur génome code des protéines qui favorisent la dégradation de la protéine p53 codée par le gène p53 qui permet de réparer l'ADN. La contamination virale peut se produire lors d’une relation sexuelle non protégée avec un partenaire infecté. Le vaccin anti-HPV est proposé en France, essentiellement aux jeunes filles avant le début de la vie sexuelle.
Evolution du pourcentage d’infections par le virus papillomavirus HPV après un programme de vaccination en Australie
Prévention
Comportement à risque
Dépistage
Activité sportive
Alimentation
Alimentation
Le Diabète de type 2, une maladie plurifactorielle
Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie chronique dont la prévalence ne cesse d'augmenter dans le monde. En 2017, on dénombrait 24 000 personnes déclarées diabétiques en Martinique. Selon un rapport de l'OMS, le nombre d'adultes touchés par cette maladie a été multiplié par 4 au cours des 35 dernières années, il correspond à 8% de la population).
Comment expliquer ce chiffre alarmant en Martinique? Quelle est l’origine de cette maladie? Comment soigner de telle maladie?
Pathologie résultant de la combinaison de plusieurs causes de nature diverse, souvent une prédisposition génétique (possession de certains allèles) associée à des facteurs environnementaux ou comportementaux.
Maladie multifactorielle
Le Diabète de type 2, ressources
Glycémie et diabète Prévalence du diabète de type 2 chez les indiens Pimas Diabète de type 2 au niveau cellulaire et moléculaire Risque de développer un diabète de type 2 en fonction des antécédents familiaux Une affiche de campagne Des lésions liées au diabète
Glycémie au cours du temps
Un diabète est avéré lorsque la glycémie à jeun est égale ou supérieure à 1.26 g/l à deux reprises ou égale ou supérieure à 2 g/l à n'importe quel moment de la journée.
Diabète chez les indiens PIMAS
2000
Régime alimentaire quotidien des Pimas des USA
Mode de vie des Pimas des USA
USA
Photo 2000
1800
Régime alimentaire quotidien des Pimas du Mexique
Mode de vie des Pimas du Mexique
MEXIQUE
Photo 1800
Diabète chez les indiens PIMAS
Prévalence du diabète de type 2 en fonction de l’indice de masse corporelle (IMC) chez les indiens PIMAS
Prévalence : Nombre de cas d'une maladie dans une population à un moment donné, englobant les cas nouveaux et anciens.
IMC = Masse (kg)/Taille² (m)
Calculer l'IMC
Diabète de type 2 Niveau cellulaire et moléculaire
Des adipocytes (cellules adipeuses), spécialisés dans le stockage des lipides (matière grasse) sont cultivés en présence de glucose marqué au carbone 14. Une partie du glucose absorbé par les adipocytes peut être transformée en matière grasse.
Diabète de type 2 Niveau cellulaire et moléculaire
Milieu extra cellulaire
Membrane plasmique
Cytoplasme
Risque de développer un diabète de type 2 en fonction des antécédents familiaux
Population générale
Père ou mère diabétique
Frère ou sœur diabétique
Père et mère diabétiques
Etudes d’association pangénomique sur le diabète de type 2 et exemples de gènes de prédisposition
Entre 2011 et 2017, on a identifié une centaine de gènes dont certains allèles augmentent un risque relatif supérieur à 1 de développer le diabète. Ces allèles sont qualifiés de « gènes de prédisposition ». Ces gènes de prédisposition provoquent souvent une insensibilité des cellules cibles à l’action de l’insuline. La pénétration du glucose n’est plus activée à cause de : - récepteurs à insuline rares ou absents - signaux vers les transporteurs à insuline défectueux. - transporteurs insuffisants La fréquence de certains gènes de prédisposition varie parfois en fonction des populations. Exemple du gène PPARGExemple du gène KCNT1
Des lésions liées au diabète
Fiche Protocole : Réaliser un antibiogramme Matériel : Solutions d’antibiotiques : amikacine (1); gentamicine (2); pristinamycine (3) et céfotaxine (4) Pastilles de papier filtre, marqueurs, pince fine et boîte de culture de la bactérie Escherichia Coli Mise en œuvre de l’activité : Plonger une pastille de papier filtre dans l’un des antibiotiques puis disposé la sur la gélose. Recommencer la même opération avec les autres antibiotiques en disposant les pastilles en cercle. Résultat : Une auréole de lyse se forme autour de la pastille lorsque la bactérie est sensible à l’antibiotique
Ouvrir GenieGen ouvrir la banque de séquences (.edi, .fasta, .pdb) Saisir le mot clé lactamase : ouverture des fichiers "séquences" Choisir le "pack " résistance aux antibiotiques chez e. coli / Charger ces séquences : ouverture des deux séquences:Allèle des bactéries sensibles : SHV1.adn Allèle des bactéries résistantes SHV2.adn Action / Aligner les séquences sélectionnées Un trait ou une bande rouge : zone présentant des mutations.