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À propos des processus induits artificiellement qui provoqueraient normalement l'autodestruction d'une cellule

À propos des processus induits artificiellement qui provoqueraient normalement l'autodestruction d'une cellule


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Y a-t-il certains processus biochimiques qui provoqueraient normalement l'autodestruction d'une cellule, mais si la cellule testée a des mécanismes d'apoptose qui ont mal fonctionné ou ont été « désactivés », la cellule ne « fonctionnera pas » en raison du processus induit ? Existe-t-il de tels processus biochimiques qui pourraient indiquer indirectement quelles cellules n'ont aucun mécanisme d'apoptose fonctionnel ? Si oui, serait-ce un test possible pour les cellules cancéreuses ?


Dans certains cas, oui - lorsqu'il y a une mutation dans les régulateurs apoptotiques tels que la famille de protéines Bcl2. Dans d'autres cas, il est difficile à identifier et la seule identification est que ces cellules se développent rapidement ; en d'autres termes, l'échec de l'apoptose n'est pas la cause mais l'effet de la transformation cancéreuse (comme dans le cas des mutations p53, Ras, Myc, etc.).


Des scientifiques découvrent un mécanisme qui provoque l'autodestruction des cellules cancéreuses

De nombreux patients atteints de cancer luttent contre les effets indésirables de la chimiothérapie, qui reste le traitement anticancéreux le plus prescrit. Pour les patients atteints d'un cancer du pancréas et d'autres cancers agressifs, les prévisions sont plus sombres : il n'existe aucun traitement efficace connu.

Une nouvelle étude de l'Université de Tel Aviv publiée le mois dernier dans Oncotarget révèle le rôle de trois protéines dans la destruction des cellules cancéreuses à duplication rapide pendant qu'elles se divisent. La recherche, dirigée par le professeur Malka Cohen-Armon de la Sackler School of Medicine de la TAU, révèle que ces protéines peuvent être spécifiquement modifiées au cours du processus de division - la mitose - pour déclencher un mécanisme de mort inhérent qui auto-éradique la duplication. cellules cancéreuses.

"La découverte d'un mécanisme exclusif qui tue les cellules cancéreuses sans altérer les cellules saines, et le fait que ce mécanisme fonctionne sur une variété de cellules cancéreuses humaines à prolifération rapide, est très excitant", a déclaré le professeur Cohen-Armon. « Selon le mécanisme que nous avons découvert, plus les cellules cancéreuses prolifèrent rapidement, plus elles seront éradiquées rapidement et efficacement. Le mécanisme déclenché lors de la mitose peut convenir au traitement de cancers agressifs qui ne sont pas affectés par la chimiothérapie traditionnelle.

"Nos expériences sur des cultures cellulaires ont testé une variété de types de cancers humains incurables - sein, poumon, ovaire, côlon, pancréas, sang, cerveau", a poursuivi le professeur Cohen-Armon. « Cette découverte a un impact sur la recherche existante sur le cancer en identifiant un nouveau mécanisme cible spécifique qui éradique exclusivement et rapidement les cellules cancéreuses sans endommager les cellules humaines normalement en prolifération.

La recherche a été menée en collaboration avec le professeur Shai Izraeli et le docteur Talia Golan du Centre de recherche sur le cancer du centre médical Sheba, Tel Hashomer, et le professeur Tamar Peretz, directeur de l'Institut d'oncologie Sharett du centre médical Hadassah, Ein Kerem.

Une nouvelle cible pour la recherche contre le cancer

Le mécanisme nouvellement découvert implique la modification de protéines spécifiques qui affectent la construction et la stabilité du fuseau, la structure microtubulaire qui prépare les chromosomes dupliqués à la ségrégation en cellules "filles" pendant la division cellulaire.

Les chercheurs ont découvert que certains composés appelés dérivés de la phénanthridine étaient capables d'altérer l'activité de ces protéines, ce qui peut déformer la structure du fuseau et empêcher la ségrégation des chromosomes. Une fois les protéines modifiées, la cellule a été empêchée de se diviser, ce qui a induit une autodestruction rapide de la cellule.

"Le mécanisme que nous avons identifié au cours de la mitose des cellules cancéreuses est spécifiquement ciblé par les dérivés de phénanthridine que nous avons testés", a déclaré le professeur Cohen-Armon. Cependant, une variété de médicaments supplémentaires qui modifient également ces protéines spécifiques peuvent désormais être développés pour l'autodestruction des cellules cancéreuses pendant la division cellulaire. Plus les cellules cancéreuses prolifèrent rapidement, plus on s'attend à ce qu'elles meurent rapidement.”

La recherche a été menée en utilisant à la fois des cultures de cellules cancéreuses et des souris transplantées avec des cellules cancéreuses humaines. Les scientifiques ont exploité les technologies de biochimie, de biologie moléculaire et d'imagerie pour observer le mécanisme en temps réel. De plus, des souris transplantées avec des cellules cancéreuses du sein triple négatives, actuellement résistantes aux thérapies disponibles, ont révélé l'arrêt de la croissance tumorale.

« L'identification du mécanisme et la démonstration de sa pertinence dans le traitement des tumeurs développées ouvrent de nouvelles voies pour l'éradication des cancers agressifs à développement rapide sans endommager les tissus sains », a déclaré le professeur Cohen-Armon.

Les chercheurs étudient actuellement le potentiel de l'un des dérivés de la phénanthridine pour traiter deux cancers agressifs connus pour ne pas répondre à la chimiothérapie actuelle : le cancer du pancréas et le cancer du sein triple négatif.


Immunité active acquise artificiellement

L'immunité active acquise artificiellement fait référence à toute immunisation avec un antigène. En donnant artificiellement une forme sûre de l'antigène, le corps produira ses propres anticorps et, plus important encore, développera des cellules mémoire B circulantes à longue durée de vie avec des récepteurs de cellules B de haute affinité à leur surface. Si à une date ultérieure le corps est à nouveau exposé à ce même antigène, les cellules mémoire provoqueront la production immédiate et rapide des anticorps appropriés pour la protection. Avec une immunité active acquise artificiellement, une personne est immunisée avec un ou plusieurs des éléments suivants :

Microbes atténués

Les microbes atténués sont des souches vivantes et non virulentes d'un microbe. Les virus sont atténués en les cultivant dans des cellules non humaines jusqu'à ce qu'ils mute et s'adaptent à l'hôte non humain. Dans le processus, ils perdent de leur virulence pour les humains. Les virus peuvent également être atténués en utilisant des techniques d'ADN recombinant pour muter ou supprimer des gènes de virulence dans le génome viral.

Les vaccins viraux atténués ont tendance à être très efficaces sur le plan immunologique, car les virus peuvent se multiplier lentement dans le corps, augmentant ainsi la quantité et la persistance de l'antigène pour une plus grande réponse en anticorps. De plus, les virus atténués pénètrent dans le cytosol des cellules et les peptides des antigènes viraux peuvent être présentés par les molécules du CMH-I pour activer les lymphocytes T8 naïfs et stimuler la production de lymphocytes T cytotoxiques (CTL). Les microbes vivants atténués peuvent cependant parfois être potentiellement dangereux pour les individus hautement immunodéprimés chez qui ils peuvent provoquer des infections opportunistes.

Voici des exemples de vaccins contenant des microbes atténués :

  • Le vaccin ROR contenant des virus atténués de la rougeole, des oreillons et de la rubéole
  • Le vaccin RROV contenant des virus atténués de la rougeole, des oreillons, de la rubéole et des virus varicelle-zona (varicelle)
  • Le vaccin antipoliomyélitique oral TOPV ou trivalent contenant des virus poliomyélitiques atténués de types 1, 2 et 3
  • Le vaccin contre la fièvre jaune contenant des virus de la fièvre jaune atténués
  • Le vaccin Var ou virus varicelle-zona contenant des virus varicelle-zona atténués.

Le corps réagit en produisant des anticorps qui bloquent l'adsorption virale aux cellules hôtes.

Organismes tués, micro-organismes fragmentés ou antigènes produits par la technologie de l'ADN recombinant

Voici des exemples de vaccins contenant des microbes tués ou inactivés :

  • Le VPI ou vaccin antipoliomyélitique inactivé contenant des virus poliomyélitiques inactivés de types 1, 2 et 3
  • Les vaccins antirabiques contenant des virus de la rage entiers et tués
  • Les vaccins antigrippaux sont constitués de virus grippaux inactivés, entiers ou décomposés
  • Le vaccin contre l'hépatite A contenant le virus de l'hépatite A inactivé
  • RV1, une souche atténuée d'un rotavirus humain. Les rotavirus sont la cause la plus fréquente de gastro-entérite chez les enfants.

Des exemples de vaccins contenant des fragments de micro-organismes comprennent les immunisations pour :

  • La méningite à méningocoques contient du polysaccharide capsulaire de 4 souches de Neisseria meningitidis
  • Pneumonie à pneumocoques PCV13 contenant du matériel capsulaire provenant des 13 souches les plus graves de Streptococcus pneumoniae chez les enfants conjugués à la protéine de l'anatoxine diphtérique PCV 23 contenant du matériel capsulaire provenant des 23 souches les plus graves de S. pneumoniae chez l'adulte conjugué à la protéine anatoxine diphtérique
  • Hémophilus influenzae type b contenant du polysaccharide capsulaire de H. influenzae type B conjugué à une protéine (soit l'anatoxine diphtérique ou une protéine de la membrane externe de Neisseria meningitidis).

Ces vaccins contiennent du matériel capsulaire polysaccharidique provenant de la bactérie, généralement conjugué à une protéine pour une plus grande immunogénicité. Le corps réagit en produisant des anticorps opsonisants contre la capsule.

Alors que les récepteurs des lymphocytes B des lymphocytes B peuvent reconnaître les épitopes sur les polysaccharides, les lymphocytes T4 ne peuvent reconnaître que les épitopes peptidiques liés aux molécules du CMH-II. Le conjugué protéique ajouté au polysaccharide dans le vaccin est dégradé en peptides et lié aux molécules du CMH-II par les APC. Ils présentent ensuite le peptide aux TCR sur les lymphocytes T4 pour leur activation. De cette manière, les cytokines produites par les lymphocytes T4 activés deviennent disponibles pour une utilisation par les lymphocytes B sensibilisés au composant polysaccharidique du vaccin.

c. Voici des exemples de vaccins produits par la technologie de l'ADN recombinant :

  • Le vaccin contre l'hépatite B, le premier vaccin humain produit par la technologie de l'ADN recombinant, contient l'antigène de surface du virus de l'hépatite B (HBsAG)
  • La partie coquelucheuse acellulaire du vaccin contre la diphtérie, le tétanos et la coqueluche acellulaire (DTaP) contenant de l'anatoxine diphtérique, de l'anatoxine tétanique et des antigènes de la bactérie de la coqueluche Bordetella pertussis (Les vaccins anticoquelucheux acellulaires contiennent de la toxine coquelucheuse (PT) inactivée et peuvent contenir un ou plusieurs autres composants bactériens (par exemple, l'hémagglutinine filamenteuse [FHA], une protéine de la membrane externe, la pertactine [Pn] et les fimbriae [Fim] de types 2 et 3)
  • Le vaccin contre la maladie de Lyme
  • Gardasil, un vaccin contre le virus du papillome humain (VPH) de types 6, 11 qui cause environ 90 % des verrues génitales, et les types 16 et 18 responsables d'environ 70 % des cancers du col de l'utérus aux États-Unis et Cervarix, un vaccin contre le VPH de types 16 et 18. Les deux contiennent la protéine de capside L1 recombinante des différentes souches de HPV
  • RV5, un vaccin oral contre la gastro-entérite humaine à rotavirus. Des protéines de capside de rotavirus humains ont été exprimées à la surface de souches de rotavirus non humains inoffensives.

Toxoïde

Une anatoxine est une exotoxine traitée de manière à être non toxique mais toujours immunogène. Des exemples de vaccins contenant des anatoxines comprennent les composants diphtérique et tétanique des vaccins DTaP et Td. Le corps réagit en fabriquant des anticorps capables de neutraliser l'exotoxine. L'antigène peut être adsorbé sur un adjuvant, une substance telle que l'hydroxyde d'aluminium ou le phosphate d'aluminium qui n'est pas immunogène mais améliore l'immunogénicité des antigènes.

Les pratiques de vaccination de routine ne protègent pas seulement les personnes qui reçoivent le vaccin. Lorsqu'une partie critique d'une communauté est immunisée contre une maladie infectieuse particulière, la plupart des membres de la communauté - y compris ceux qui n'ont pas été immunisés - sont protégés contre cette maladie car il y a peu de chances qu'une épidémie se déclare. C'est ce qu'on appelle l'immunité collective ou l'immunité communautaire.


Une molécule cellulaire normalement inoffensive déclenche la mort des neurones

Un intermédiaire vital dans le métabolisme cellulaire normal est également, dans le bon contexte, un déclencheur de la mort cellulaire, selon une nouvelle étude de Wanli Liu et Yonghui Zhang de l'Université Tsinghua, et Yong Zhang de l'Université de Pékin à Pékin, publiée le 26 avril 2021 dans la revue en libre accès Biologie PLOS.

La découverte peut contribuer à une meilleure compréhension des dommages causés par les accidents vasculaires cérébraux et peut offrir une nouvelle cible médicamenteuse pour réduire ces dommages.

Le farnésyl pyrophosphate (FPP) est un intermédiaire dans la voie du mévalonate, une série de réactions biochimiques dans chaque cellule qui contribue à la synthèse des protéines, à la production d'énergie et à la construction des membranes cellulaires.

Au cours d'une recherche de régulateurs de la fonction des cellules immunitaires, les auteurs ont découvert de manière inattendue que la FPP, lorsqu'elle était présente à des concentrations élevées à l'extérieur des cellules, provoquait une mort rapide et étendue des cellules.

Le FPP porte à la fois une tête de phosphate hautement chargée et une longue queue d'hydrocarbure hydrophobe, et en modifiant chacun à son tour, les chercheurs ont montré que les deux étaient nécessaires pour l'effet, suggérant que le FPP pourrait interagir spécifiquement avec certains récepteurs complémentaires.

L'épuisement du calcium extracellulaire a empêché l'effet létal de la FPP, fournissant un indice supplémentaire quant au mécanisme. En éliminant une variété de canaux cationiques, l'équipe a découvert que l'un, appelé TRPM2, contribuait à un certain niveau à la mort cellulaire induite par FPP, et qu'un inhibiteur bloquant l'ouverture de TRPM2 induite par FPP peut inhiber la mort cellulaire induite par FPP.

La FPP est normalement présente dans le microenvironnement à une concentration trop faible pour déclencher la mort cellulaire, mais cela peut changer au cours d'un accident vasculaire cérébral ischémique, car la voie du mévalonate est connue pour être très active dans les neurones et les neurones pourraient rapidement libérer leur contenu cellulaire dans la nécrose induite par le stress, conduisant à des niveaux élevés de nombreuses biomolécules autrement rares dans le microenvironnement.

Les auteurs ont montré que dans un modèle murin de lésion ischémique, la concentration de FPP augmentait et que la pré-administration de l'inhibiteur calcique pouvait réduire l'étendue de la lésion. De plus, les inhibiteurs qui empêchent la production métabolique de FPP ont également réduit l'étendue des blessures.

Ces résultats suggèrent que le blocage de l'action du FPP pourrait être une nouvelle voie pour réduire les dommages causés par l'AVC, soit en inhibant TRPM2 pour réduire l'afflux de calcium, soit en ciblant sa voie de synthèse métabolique. Il faudra d'abord en apprendre beaucoup sur cette nouvelle voie de mort cellulaire, y compris la durée de la fenêtre pendant laquelle de telles interventions pourraient se prêter à un traitement.

Représentation visuelle du projet. Crédit : Wanli Liu

Néanmoins, Liu et ses collègues ont déclaré : « Ces résultats indiquent de nouvelles cibles potentiellement médicamenteuses pour traiter les lésions ischémiques. Compte tenu de la nature complexe des lésions ischémiques humaines, le ciblage de cette voie pourrait être mieux combiné avec les thérapies actuelles pour améliorer les effets thérapeutiques.”

Le financement: Ce travail est soutenu par des fonds de l'Institut d'immunologie et du Centre des sciences de la vie de l'Université Tsinghua. W.L. et B.K.R. ont été soutenus par la subvention conjointe de l'Alliance des universités asiatiques UAEU-Tsinghua (G00002992). YH. Z. a été soutenu par la National Natural Science Foundation (81991492), la Beijing Natural Science Foundation (Z190015) et le Beijing Advanced Innovation Center for Structural Biology.

Y.Z. est soutenu par le National Key R & D Program of China (2017YFE0103400), la National Natural Science Foundation of China (31771125, 31970911, 81521063) et la Commission municipale des sciences et technologies de Pékin (Z181100001518001). W.H. est financé en partie par des subventions des National Institutes of Health des États-Unis (AI146226, AI137822, GM130555-6610, AI129422 et AI138497).

X. Z. est soutenu en partie par la bourse postdoctorale du Centre des sciences de la vie de Pékin-Tsinghua et de la Fondation chinoise des sciences postdoctorales (2019M660361). Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.

Intérêts concurrents : Les auteurs ont déclaré qu'ils n'existaient pas de conflit d'intérêts.


Cellules éditées par CRISPR liées au risque de cancer dans 2 études

La modification des génomes des cellules avec CRISPR-Cas9 pourrait augmenter le risque que les cellules altérées, destinées à traiter la maladie, ne déclenchent le cancer, deux études publiées lundi mettent en garde et mdasha un changement potentiel pour les sociétés développant des thérapies basées sur CRISPR.

Dans les études, publiées dans Nature Medicine, les scientifiques ont découvert que les cellules dont les génomes sont modifiés avec succès par CRISPR-Cas9 ont le potentiel de semer des tumeurs chez un patient. Cela pourrait faire de certaines cellules CRISPR des bombes à retardement, selon des chercheurs de l'Institut suédois Karolinska et, séparément, de Novartis.

CRISPR a déjà esquivé deux balles potentiellement mortelles et mdasha 2017 affirmant qu'il provoque un nombre record d'effets hors cible a été retiré en mars, et un rapport sur l'immunité humaine à Cas9 a été largement écarté comme pouvant être résolu. Mais les experts prennent au sérieux la découverte du risque de cancer.

Le PDG de CRISPR Therapeutics, Sam Kulkarni, a déclaré à STAT que les résultats sont &ldquoplausibles.». , a-t-il déclaré, &ldquoi&rsquos quelque chose auquel nous devons prêter attention, d'autant plus que CRISPR s'étend à davantage de maladies. Nous devons faire le travail et nous assurer que les cellules modifiées renvoyées aux patients ne deviennent pas cancéreuses.

Un autre scientifique de premier plan de CRISPR, qui a demandé à ne pas être nommé en raison de son implication dans des sociétés d'édition de génomes, a qualifié les nouvelles données de « plutôt frappantes » et a fait part de ses inquiétudes quant au fait qu'une faille fatale potentielle dans certaines utilisations de CRISPR avait « été manquée ».

D'un autre côté, l'article de Novartis est disponible sous forme préliminaire depuis l'été dernier, et les experts de CRISPR "ont paniqué", a déclaré Erik Sontheimer de la faculté de médecine de l'Université du Massachusetts, dont la recherche CRISPR se concentre sur les nouvelles enzymes et les effets hors cible. &ldquoC'est quelque chose auquel il faut prêter attention, mais je ne pense pas que ce soit une rupture d'accord&rdquo pour les thérapies CRISPR.

Les groupes Karolinska et Novartis ont testé CRISPR sur différents types de cellules humaines, de cellules mdashrétiniennes et de cellules souches pluripotentes, respectivement. Mais ils ont trouvé essentiellement le même phénomène. CRISPR-Cas9 standard fonctionne en coupant les deux brins de la double hélice d'ADN. Cette blessure amène une cellule à activer une trousse de premiers soins biochimique orchestrée par un gène appelé p53, qui soit répare la rupture de l'ADN, soit provoque l'autodestruction de la cellule.

Quelle que soit l'action entreprise par p53, la conséquence est la même : CRISPR ne fonctionne pas, soit parce que l'édition du génome est cousue, soit parce que la cellule est morte. (L'équipe de Novartis a calculé que p53 réduit l'efficacité de CRISPR dans les cellules souches pluripotentes de dix-sept fois.) Cela pourrait expliquer quelque chose trouvé maintes et maintes fois : CRISPR est terriblement inefficace, avec seulement une petite minorité de cellules dans lesquelles CRISPR est introduit, généralement par un virus, en fait ayant leurs génomes édités comme prévu.

« Nous avons découvert que la coupe du génome avec CRISPR-Cas9 induisait l'activation de &hellip p53 », a déclaré Emma Haapaniemi, l'auteur principal de l'étude Karolinska. Cela &ldquo rend l'édition beaucoup plus difficile.&rdquo

Le revers de la p53 réparant les modifications CRISPR, ou tuant les cellules qui acceptent les modifications, est que les cellules qui survivent avec les modifications le font précisément parce qu'elles ont une p53 dysfonctionnelle et n'ont donc pas ce mécanisme de réparation ou de suppression.

La raison pour laquelle cela pourrait être un problème est que le dysfonctionnement de p53 peut provoquer le cancer. Et pas seulement occasionnellement. Les mutations P53 sont responsables de près de la moitié des cancers de l'ovaire, 43 % des cancers colorectaux, 38 % des cancers du poumon, près d'un tiers des cancers du pancréas, de l'estomac et du foie et un quart des cancers du sein, entre autres.

L'équipe de Novartis essayait de voir comment elle pourrait augmenter l'efficacité de l'édition CRISPR des cellules souches pluripotentes. Étant donné que ce type de cellule souche peut se transformer en pratiquement n'importe quel type de cellule, il pourrait être en mesure de traiter diverses maladies. Le neuroscientifique Ajamete Kaykas des instituts de recherche biomédicale de la société à Cambridge, dans le Massachusetts, a obtenu l'efficacité de CRISPR pour insérer ou supprimer des morceaux d'ADN jusqu'à 80 %. Malheureusement, lorsque CRISPR fonctionnait, c'était parce que p53 ne fonctionnait pas, ce qui soulève des problèmes de cancer.

En conséquence, l'article de Novartis conclut que &ldquoit sera essentiel pour garantir que [les cellules modifiées par le génome] ont un p53 fonctionnel avant et après l'ingénierie [génomique]. -thérapies basées sur CRISPR-Cas9.&rdquo

Le résultat p53 ne signifie pas que CRISPR est grillé. D'une part, "les deux articles présentent des résultats préliminaires", a déclaré à STAT le biochimiste Bernhard Schmierer de Karolinska, co-responsable de son étude. &ldquoIl n'est pas clair si les résultats se traduisent par des cellules réellement utilisées dans les études cliniques actuelles.&rdquo

D'autre part, le problème de p53 pourrait être pire avec Cas9 qu'avec d'autres enzymes coupant l'ADN utilisées dans CRISPR. Et, surtout, cela n'affecte probablement qu'une seule voie d'édition du génome.

CRISPR modifie les génomes de deux manières. Il découpe un morceau d'ADN pathogène, dans un processus appelé jonction d'extrémités non homologues (NHEJ), ou perturbation des gènes. C'est ainsi que CRISPR Therapeutics s'attaque à la drépanocytose. Alternativement, CRISPR coupe à la fois un tronçon d'ADN pathogène et le remplace par des nucléotides sains, dans le cadre d'une réparation dirigée par homologie (HDR) ou d'une correction génétique. Plusieurs laboratoires universitaires étudient la HDR pour traiter la dystrophie musculaire de Duchenne, parmi de nombreuses autres maladies.

Dans les cellules normales et matures qu'elle et son équipe ont étudiées, a déclaré Haapaniemi, la perturbation des gènes "peut se produire même lorsque p53 est activé".

C'est une bonne nouvelle pour les programmes de drépanocytose et de thalassémie de CRISPR Therapeutics, ainsi que pour le produit phare d'Editas Medicine, ciblant une forme de cécité, et d'autres dans son pipeline, qui utilisent tous la perturbation du gène NHEJ. Cela ne devrait pas non plus affecter l'approche de perturbation génétique adoptée par Intellia Therapeutics et Regeneron pour l'amylose à transthyrétine.

L'édition des cellules T basée sur CRISPR pour traiter le cancer, comme l'étudient des scientifiques de l'Université de Pennsylvanie dans le cadre d'un essai clinique, ne devrait pas non plus avoir de problème avec la p53. Aucune thérapie ne devrait non plus être développée avec l'édition de base CRISPR, qui ne fait pas les pauses double brin qui déclenchent p53. Développé par Harvard & rsquos David Liu, l'édition de base remplace un mauvais ADN & ldquoletter & rdquo par le bon, sans couper, et constitue la base de la startup Beam Therapeutics.

Le problème de p53, cependant, pourrait affecter d'autres produits que les entreprises espèrent développer via la correction génétique, notamment la maladie du stockage du glycogène, la fibrose kystique et l'immunodéficience combinée sévère.

C'est aussi un problème potentiel pour les cellules souches. Là, l'équipe de Novartis a montré que l'inactivation de p53 semble être nécessaire à la fois pour la perturbation NHEJ et la correction HDR. (Novartis & rsquo Kaykas a déclaré qu'il ne pouvait pas parler à un journaliste sans l'autorisation du bureau de communication de la société.) Cela pourrait être un problème pour les thérapies utilisant les cellules souches CRISPR : le même p53 dysfonctionnel qui permet à CRISPR d'opérer sa magie rend également les cellules susceptibles de devenir cancéreuses .

Ce qui soulève une question évidente et si les cellules CRISPR réussissent à semer des cancers, pourquoi cela n'a-t-il pas été vu auparavant et pourquoi les nombreuses souris CRISPR ont-elles développé des tumeurs ?

Karolinska & rsquos Haapaniemi a déclaré que l'effet se manifeste dans des expériences à grande échelle comme la sienne et Novartis & rsquo & rsquo & rsquo & rsquo & l qu'il peut être manqué dans des études à petite échelle où les gens se concentrent uniquement sur l'édition d'un gène dans un type de cellule . & rdquo En parlant à d'autres scientifiques, a-t-elle dit, & ndquoit semble que d'autres équipes ont remarqué l'effet de p53 sur l'édition,&rdquo mais ne l'ont pas mis en évidence.

Jacob Corn de l'Université de Californie à Berkeley, a déclaré que bien que son laboratoire ait vu des preuves d'activation de p53 dans quelques cas, ils ont « recherché attentivement les effets de croissance après avoir modifié les [cellules souches hématopoïétiques] et n'ont rien trouvé ». Il n'a « aucune raison ». de douter des résultats des cellules souches pluripotentes dans la nouvelle recherche, a-t-il ajouté.

Quant à savoir pourquoi personne n'a signalé que les souris CRISPR avaient un cancer, a déclaré Haapaniemi, "C'est une bonne question". Une des raisons pourrait être que "les souris de laboratoire sont tuées tôt", ce qui leur laisse peut-être trop peu de temps pour développer un cancer.

Mais Corn a déclaré que lui et d'autres avaient tous recherché la possibilité d'un cancer. Jusqu'à présent, personne n'en a vu la preuve sur la base du statut p53 ou induit par l'édition.&rdquo

Néanmoins, il a qualifié les deux articles de "ldquoimportants, car ils rappellent à tout le monde que l'édition du génome n'est pas magique".

Republié avec la permission de STAT. Cet article a été initialement publié le 11 juin 2018


Matériaux et méthodes

Tests de dommages à l'ADN

Afin d'évaluer les DSB d'ADN dans les cellules tumorales, nous avons utilisé une variété de tests qui incluent la détection γH2AX 20, l'imagerie en direct des foyers 53BP1 grâce à l'utilisation d'un rapporteur 53BP1-mCherry 21 et le test des comètes 22. Voir plus de détails dans les informations supplémentaires, données S1.

Évaluation de la fuite du cytochrome c

Les fuites de cytochrome c hors des mitochondries ont été évaluées par coloration par immunofluorescence et par analyse western blot de lysats fractionnés en factions cytoplasmiques et mitochondriales.

Knockout du gène médié par CRISPR/Cas9

Des KO de gènes dans diverses cellules cancéreuses ont été effectués selon des méthodes publiées en utilisant des vecteurs déposés par le Dr Feng Zhang du MIT et les outils en ligne développés par le même laboratoire 53,54.

Expériences animales

Toutes les expérimentations animales ont été menées dans le vivarium de l'Université Duke en suivant des protocoles approuvés par le comité institutionnel d'utilisation et de soins des animaux de l'Université Duke.

Échantillons de tumeurs dérivés de patients

L'analyse des niveaux de pATM et d'autres facteurs moléculaires a été réalisée à l'aide d'échantillons de prétraitement obtenus auprès de patients de l'hôpital général de Shanghai avec l'approbation du comité d'éthique médicale de l'hôpital.

Veuillez vous référer aux informations supplémentaires, données S1 pour plus de détails sur les matériaux et les méthodes.


Les déclencheurs de 'Destruct' peuvent être bloqués dans les cellules tumorales, selon les généticiens de l'UF

Les cellules tumorales vivant dans le réticule de la radiothérapie ou de la chimiothérapie peuvent échapper à la mort parce que leurs mécanismes d'autodestruction sont bloqués, déclarent des scientifiques de l'Université de Floride dans un récent numéro de Developmental Cell. Les scientifiques qui étudient les cellules de mouches des fruits ont découvert que de légers changements dans les échafaudages protéiques qui soutiennent les gènes « moissonneur » et « caché » – bien nommés pour leur rôle dans le déclenchement de la mort cellulaire – font que les cellules deviennent naturellement résistantes aux rayons X au début du développement.

"Il s'avère qu'un morceau d'ADN nécessaire à la médiation de ce processus de mort cellulaire est bloqué", a déclaré Lei Zhou, Ph.D., professeur agrégé de génétique moléculaire et de microbiologie à l'UF College of Medicine. « Lorsqu'il est bloqué, les cellules ne meurent tout simplement pas, même lorsqu'elles sont soumises à de fortes doses de rayonnement. C'est peut-être ce qui se passe dans certaines cellules cancéreuses résistantes. Les gènes pro-apoptotiques ne peuvent pas être induits pour provoquer la mort cellulaire.

L'étude pourrait être la première à lier l'apoptose, le processus induit par les gènes qui conduit à la destruction nécessaire des cellules anciennes, endommagées ou infectées, à l'épigénétique - l'étude de la façon dont la fonction des gènes change même lorsque les gènes eux-mêmes ne changent pas.

Les scientifiques pensent que des défauts dans la régulation de la mort cellulaire peuvent être responsables de la formation de tumeurs et de la propagation du cancer, car les cellules échappent aux protections qui nettoient normalement les cellules malignes.

Dans leurs expériences, les chercheurs d'UF ont trouvé l'emplacement des séquences d'ADN connues pour déclencher les gènes reaper, hid et d'autres liés à la mort cellulaire chez les mouches des fruits. Des gènes similaires existent chez l'homme.

En surveillant les niveaux d'activité des gènes et les changements dans la chromatine – les bobines de protéines autour desquelles les gènes s'enroulent – ​​les chercheurs ont pu détecter les facteurs qui rendaient les cellules résistantes aux radiations.

Les scientifiques ont remarqué pour la première fois des changements drastiques dans la sensibilité aux radiations dans le développement des cellules de la mouche des fruits au milieu des années 1970. De même, une transformation sensible-résistante se produit chez l'homme au cours du développement des cellules cérébrales, qui sont extrêmement sensibles aux rayonnements au cours de leurs stades de formation mais plus durables une fois qu'elles deviennent des neurones adultes.

Cependant, les causes cellulaires et moléculaires sous-jacentes des transformations n'ont pas été détectées. Les dernières découvertes suggèrent que, comme les cellules de la mouche des fruits, les cellules tumorales peuvent avoir un degré de protection épigénétique contre la radiothérapie ou la chimiothérapie.

"Nous parlons d'un morceau d'ADN qui est très sensible lorsqu'il est ouvert, mais la modification de sa structure de support l'a amené à se condenser", a déclaré Zhou, affilié au UF Shands Cancer Center et à l'UF Genetics Institute. « Si nous renversons cela et ouvrons la structure de support de l'ADN, nous pouvons vraisemblablement rendre les cellules sensibles aux radiations une fois de plus. Contrôler le mécanisme de blocage-déblocage pour rendre les cellules sensibles pourrait potentiellement conduire à une meilleure thérapie contre le cancer. »

En théorie, certains médicaments qui ouvrent des régions « amplificatrices » des gènes de mort cellulaire dans les cellules tumorales pourraient améliorer l'efficacité des traitements contre le cancer.

"Les scientifiques ont adopté une approche différente pour examiner les régions du génome importantes pour la mort cellulaire induite par des dommages à l'ADN", a déclaré Kristin White, Ph.D., professeur agrégé de dermatologie à la Harvard Medical School et au Massachusetts General Hospital, qui a fait pas participer à la recherche. « L'un des aspects les plus intéressants de ce travail est la découverte que des changements dans la structure de la chromatine régulent l'expression des gènes qui sont importants dans cette mort, et que cette régulation peut s'étendre sur de longues distances dans le génome.

"La recherche montre qu'il y a encore beaucoup à apprendre sur la mort cellulaire induite par les dommages à l'ADN", a-t-elle déclaré. « Nous devons comprendre tous les aspects de cela si nous voulons améliorer le traitement du cancer. Ce travail suggère que nous devons examiner de plus près les enzymes modifiant la chromatine en tant que nouvelles cibles pour modifier la réponse des cellules cancéreuses aux radiations. »


Mutations génétiques : causes, exemples et types

Le terme « mutation » a été introduit par Hugo De Vries, un botaniste néerlandais et a également redécouvert les lois de l'hérédité de Mendel.

La mutation est un changement héréditaire soudain dans la constitution génétique d'un organisme. La mutation est de deux types : mutations génétiques ou mutations ponctuelles et mutations chromosomiques.

Les mutations génétiques incluent des changements dans la structure ou la composition des gènes, tandis que les mutations chromosomiques ou les aberrations chromosomiques impliquent des changements dans la structure ou le nombre de chromosomes dont les discussions ont été faites dans les paragraphes précédents.

Étant donné que le gène se compose de quelques segments d'ADN, les mutations génétiques incluent des changements dans le nombre ou la disposition des nucléotides. Ainsi, les mutations génétiques altèrent ou modifient les expressions d'un gène particulier. L'anémie falciforme, les carences en chlorophylle des plantes et l'albinisme (perte de pigment) sont dus à des mutations génétiques. Les mutations naturelles sont appelées mutations spontanées. En 1910, Morgan a trouvé peu de drosophiles aux yeux blancs dans une population de drosophiles aux yeux rouges non malades. Chez la drosophile, de nombreuses formes mutantes telles que l'œil blanc, le corps noir, les ailes vestigiales sont nées de mutations spontanées.

Les mutations causées par des agents mutagènes comme les rayons X, les rayons ultraviolets, le gaz moutarde, le formaldéhyde, la caféine, le phénol, etc. sont appelées mutations induites. Contrairement aux mutations spontanées, la fréquence des mutations induites est élevée.

Causes des mutations génétiques :

Étant donné que les mutations génétiques ou les mutations ponctuelles impliquent des modifications du nombre de nucléotides dans un segment d'ADN ou un cistron, elles sont également connues sous le nom de mutations par décalage de cadre. Addition or insertion of one or more nucleotides or deletion of one or more nucleotides changes the sequence of amino acids during protein synthesis. If a nucleotide pair (= nitrogenous base pair) is substituted (substitution mutations) by another pair it will also produce gene mutations.

These substitutions are caused either as:

In transition, a purine is replaced by another purine and a pyrimidine is replaced by another pyrimidine i.e., A = T is replaced by G = C or vice-versa. In trans version, a purine is replaced by a pyrimidine or a pyrimidine by a purine, i.e., C = G is replaced by G = C or A = I is replaced by T = A.

Examples of Gene Mutations:

The earliest record of gene mutations dates back to 1791, when Seth Wright observed a lamb with unusually short legs in his flock of sheep. This short legged or Ancon sheep could not gel over the low stone fence and damage the crop in the nearby fields. Wright thought that it would be worthwhile to have a whole flock of these short legged sheep for this reason.

In the successive generations, this character was transferred and a line was developed where all sheep had short legs. This trait resulted from a recessive mutation and the short legged individuals were homozygous recessive. This gene mutation was discovered at a time when the science of genetics did not even have its birth.

The scientific study of mutations started in 1910, when T.H. Morgan started his work on fruitfully, Drosophila melanogaster, and reported white eyed male individuals among normal red eyed females. Later it was found that the gene for this character was found on sex chromosome.

The human blood disease sickle cell anemia is another example of point mutation. It is caused due to abnormal haemoglobin S which is an insufficient oxygen carrier. It has been observed that the abnormal haemoglobin differs from the normal one only in its two P polypeptide chains (haemoglobin 2 alpha and 2 beta chains) which contain amino acid valine instead of glutamic acid at the position sixth.

Minor change involving two nucleotides in DNA brings substitution in amino acid and thus producing profound change preventing synthesis of normal haemoglobin. Thalassemia, Phenyl ketonuria, alcaptonuria and many other human diseases are caused by simple base substitution in the nucleotide that prevents synthesis of normal protein. Gene mutations although cause minute change in the base pairing, its impact is largely felt by the organisms bearing such mutant gene.

Types of Mutations:

Generally mutations are harmful or deleterious and do not produce visible effects. Less than 20% mutations are lethal. The mutant genes when present in homozygous condition cause death of the organism. Mutant genes are mostly recessive to the normal gene. These genes produce their effects only in homozygous condition hence remain undetected for a period of time. It means that the mutation rate is actually much higher than the frequency of visible or detectable mutations.

(i) Forward and Reverse Mutations:

A mutation from wild type (original type) to a new type is known as forward mutation. The mutated gene may mutate back to the wild type. It is known as reverse mutation.

(ii) Somatic and Gametic Mutations:

Mutations occurring in somatic or non-reproductive cells are called somatic mutations, these are not heritable and are lost with ‘he death of the mutant organism. Mutations occurring in germ cells or gametes produce gametic mutations which are heritable.

(iii) Spontaneous and Induced Mutations.

Spontaneous mutations occur in natural conditions and have a very low frequency. Under experimental or artificial conditions induced mutations are caused. Any physical or chemical agent which introduces mutation in an organism is a mutagen or mutagenic agent. H.J. Muller (1927) induced mutations in Drosophila by X-rays and observed that the frequency of mutations is directly proportional to the amount of X-ray.

Role of Mutation in Evolution:

Hugo De Vries (1901) of Netherland propounded the mutation theory of evolution. According to him new species evolve from earlier species, not by natural selection and accumulation of small, continuous variations through generations, but by sudden heritable changes in the characteristics of the individuals. Later, the mutation theory was widely criticized on the point that “new species arose only by mutation”.

At present mutations are considered to be raw material for evolution. Other forces of evolution like natural selection, isolation, genetic drift etc. operate on mutations to bring divergence in the naturally inter breeding populations. Though, majority of mutations are harmful or disadvantageous to their possessors, but some may be harmless and a few advantageous.

Usefulness of Mutation:

Methods for inducing mutations are being widely used all over the world in the improvement of crop plants including food, fodder, horticulture, medicinal or industrial commodity plants. This is done with the help of some mutagens such as some chemicals and radiations. Nitrous oxide, ethylene, colchicine, mustard gas etc. are used as chemical mutagens.

Irradiations by X-rays, gamma rays etc. are also used to induce mutations. Many high yielding, high protein and high vitamin containing crops have been developed by irradiation. Sugar contents of sugarcane, oil contents of oil seed, fibre contents of many fibre yielding plants have been improved with the help of artificial mutation. Some insect pests are sterilized through artificial mutation which is an important attempt towards pest control.

(ii) In Animal Breeding:

Breeding of useful animals through mutation may lead to more healthy and disease resistant animal varieties. However, induced mutants have rarely been tried for this purpose although a number of mutant varieties of animals have also been found beneficial.

Short legged Acorn breed of sheep described in the earlier paragraph belongs lo this category. Now certain mutant varieties of cattle, horses, pigeon and cats have been selected and interbred to maintain their races. Some new breeds of sheep have been developed in U.S.A., Australia and New Zealand.

(iii) In Microorganisms:

It is easy to induce mutations in microorganisms like bread mould- Neurospora (a unicellular fungus) and intestinal bacterium Escherichia coli than the higher plants and animals. Haploid micro organisms have just one copy of each gene. In them, each and every mutation is expressed in the same generation and thus easy to locate mutation. Development of better varieties of yeast, Penicillium and some other microorganisms may increase commercial production of alcohol, antibiotics, acids and solvents.


Novel Treatment Causes Cancer to Self-Destruct Without Affecting Healthy Cells

This image depicts the structure of the BAX protein (purple). The activator compound BTSA1 (orange) has bound to the active site of BAX (green), changing the shape of the BAX molecule at several points (shown in yellow, magenta and cyan). BAX, once in its final activated form, can home in on mitochondria and puncture their outer membranes, triggering apoptosis (cell death).

This image depicts the structure of the BAX protein (purple). The activator compound BTSA1 (orange) has bound to the active site of BAX (green), changing the shape of the BAX molecule at several points (shown in yellow, magenta and cyan). BAX, once in its final activated form, can home in on mitochondria and puncture their outer membranes, triggering apoptosis (cell death).

Newswise — October 9, 2017&mdashBRONX, NY&mdashScientists at Albert Einstein College of Medicine have discovered the first compound that directly makes cancer cells commit suicide while sparing healthy cells. The new treatment approach, described in today&rsquos issue of Cellule cancéreuse, was directed against acute myeloid leukemia (AML) cells but may also have potential for attacking other types of cancers.

"We&rsquore hopeful that the targeted compounds we&rsquore developing will prove more effective than current anti-cancer therapies by directly causing cancer cells to self-destruct," says Evripidis Gavathiotis, Ph.D., associate professor of biochemistry and of medicine and senior author of the study. "Ideally, our compounds would be combined with other treatments to kill cancer cells faster and more efficiently&mdashand with fewer adverse effects, which are an all-too-common problem with standard chemotherapies."

AML accounts for nearly one-third of all new leukemia cases and kills more than 10,000 Americans each year. The survival rate for patients has remained at about 30 percent for several decades, so better treatments are urgently needed.

The newly discovered compound combats cancer by triggering apoptosis&mdashan important process that rids the body of unwanted or malfunctioning cells. Apoptosis trims excess tissue during embryonic development, for example, and some chemotherapy drugs indirectly induce apoptosis by damaging DNA in cancer cells.

Apoptosis occurs when BAX&mdashthe &ldquoexecutioner protein&rdquo in cells&mdashis activated by &ldquopro-apoptotic&rdquo proteins in the cell. Once activated, BAX molecules home in on and punch lethal holes in mitochondria, the parts of cells that produce energy. But all too often, cancer cells manage to prevent BAX from killing them. They ensure their survival by producing copious amounts of &ldquoanti-apoptotic&rdquo proteins that suppress BAX and the proteins that activate it.

"Our novel compound revives suppressed BAX molecules in cancer cells by binding with high affinity to BAX&rsquos activation site," says Dr. Gavathiotis. "BAX can then swing into action, killing cancer cells while leaving healthy cells unscathed."

Dr. Gavathiotis was the lead author of a 2008 paper in La nature that first described the structure and shape of BAX&rsquos activation site. He has since looked for small molecules that can activate BAX strongly enough to overcome cancer cells&rsquo resistance to apoptosis. His team initially used computers to screen more than one million compounds to reveal those with BAX-binding potential. The most promising 500 compounds&mdashmany of them newly synthesized by Dr. Gavathiotis&rsquo team&mdashwere then evaluated in the laboratory.

"A compound dubbed BTSA1 (short for BAX Trigger Site Activator 1) proved to be the most potent BAX activator, causing rapid and extensive apoptosis when added to several different human AML cell lines,&rdquo says lead author Denis Reyna, M.S., a doctoral student in Dr. Gavathiotis&rsquo lab. The researchers next tested BTSA1 in blood samples from patients with high-risk AML. Strikingly, BTSA1 induced apoptosis in the patients&rsquo AML cells but did not affect patients&rsquo healthy blood-forming stem cells.

Finally, the researchers generated animal models of AML by grafting human AML cells into mice. BTSA1 was given to half the AML mice while the other half served as controls. On average, the BTSA1-treated mice survived significantly longer (55 days) than the control mice (40 days), with 43 percent of BTSA1-treated AML mice alive after 60 days and showing no signs of AML.

Importantly, the mice treated with BTSA1 showed no evidence of toxicity. &ldquoBTSA1 activates BAX and causes apoptosis in AML cells while sparing healthy cells and tissues&mdashprobably because the cancer cells are primed for apoptosis,&rdquo says Dr. Gavathiotis. He notes that his study found that AML cells from patients contained significantly higher BAX levels compared with normal blood cells from healthy people. "With more BAX available in AML cells," he explained, "even low BTSA1 doses will trigger enough BAX activation to cause apoptotic death, while sparing healthy cells that contain low levels of BAX or none at all."

Plans call for Dr. Gavathiotis and his team to see whether BTSA1 will show similar effectiveness when tested on animal models of other types of cancer.

The paper, "Direct activation of BAX by BTSA1 overcomes apoptosis resistance in acute myeloid leukemia," was published October 9 in Cellule cancéreuse. In addition to Dr. Gavathiotis and Mr. Reyna, other Einstein researchers involved in the study were Thomas P. Garner, Ph.D., Andrea Lopez, M.S., Felix Kopp, Ph.D., Gaurav S. Choudhary, Ph.D., Ashwin Sridharan, M.D., Swathi-Rao Narayanagari, M.S., Kelly Mitchell, M.S., Baoxia Dong, Ph.D., Boris A. Bartholdy, Ph.D., Amit Verma, MB.B.S., and Ulrich Steidl, M.D., Ph.D.

Funding for this research was provided by the National Cancer Institute (NCI), part of the National Institutes of Health (R01CA178394), and awards from the Sidney Kimmel Foundation for Cancer Research, the Gabrielle&rsquos Angels Foundation for Cancer Research, and the Pershing Square Sohn Cancer Research Alliance. Partial support was also provided by the Albert Einstein Cancer Center, which is funded by the NCI (P30CA013330).


Apoptosis and Organ Transplants

It turns out that cells in these sites differ from the other cells of the body in that they express high levels of FasL de tout temps. Thus antigen-reactive T cells, which express Fas, would be killed when they enter these sites. (This is the reverse of the mechanism described above.)

This finding raises the possibility of a new way of preventing graft rejection.

If at least some of the cells on a transplanted kidney, liver, heart, etc. could be made to express high levels of FasL, that might protect the graft from attack by the T cells of the host's cell-mediated immune system. If so, then the present need for treatment with immunosuppressive drugs for the rest of the transplant recipient's life would be reduced or eliminated.

So far, the results in animal experiments have been mixed. Allografts engineered to express FasL have shown increased survival for kidneys but not for hearts or islets of Langerhans.


Voir la vidéo: Le cancer de la cellule saine à la cellule malade (Décembre 2022).