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Génie génétique
À la recherche d’une cible pour le
traitement de l’athérosclérose
FACTEURS DE RISQUE
La consommation d’aliments très riches en graisses saturées et la vie sédentaire
augmentent le risque de souffrir de maladies cardiovasculaires telles que
l’athérosclérose.
QU’EST-CE QUE L’ATHÉROSCLÉROSE ?
C’est une maladie vasculaire due à l’accumulation de graisses sur les parois des
vaisseaux sanguins susceptible de provoquer des manifestations très diverses et de
sévérité variable.


Artère normale




Athérosclérose
modérée




Athérosclérose sévère



                        Formation de plaques d’athérome pouvant obstruer la lumière des vaisseaux
                        et bloquer la circulation sanguine.
LE « MAUVAIS » CHOLESTÉROL OU LDL

• L’apportalimentaire excessif de cholestérol entraîne soit le stockage du
cholestérol sous forme de graisse soit sa présence dans la circulation sanguine
sous forme de LDL (Low Density Lipoprotein, ou lipoprotéines de basse
densité), plus communément appelé « mauvais cholestérol ».

• Le LDL est l’un des composants de la plaque d’athérome.
SELON L’ORGANISATION MONDIALE DE LA SANTÉ (OMS)




• Bien que les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux soient
les principales causes de décès à travers le monde, 80 % des décès prématurés
dus à ces causes pourraient être évités par le contrôle des principaux facteurs
de risque.
• On estime, chaque année, que 17 millions de personnes décèdent dans le
monde entier des suites de maladies cardiovasculaires (MCV), en particulier de
crises cardiaques et d’accidents vasculaires cérébraux.
• Les MCV touchent autant les femmes que les hommes.
• Elles constituent la principale cause de décès dans les pays en voie de
développement, ainsi que dans les pays développés.
LES MACROPHAGES, UN « SYSTÈME DE NETTOYAGE »


• Les macrophages agissent comme un système de « nettoyage » pour empêcher le
cholestérol de se déposer sur les parois.
• Ce système de nettoyage est efficace si l’excès de cholestérol n’est pas très
élevé.




                          LDL




                                                Macrophage


                                        LDL oxydé

                     Oxydation du LDL
COMMENT SE FORME LA PLAQUE D’ATHÉROME ?
                                                                               Prolifération
Si les quantités de cholestérol sont très                                      de cellules
                                                                               endothéliales
abondantes :
                                                                                        Activation
                                                                                        du système
                                                                                        immunitaire
   Les macrophages continuent à capturer le LDL.



                                                                                               Cellule
  Cependant, lorsque les macrophages ont capturé de                                            spumeuse
grandes quantités de LDL, ils se transforment en cellules
             appelées « spumeuses ».


                                                                 LDL
                                                                                       Macrophage
    Ces dernières provoquent l’inflammation et la
    prolifération de cellules de la paroi artérielle

                                                                               LDL oxydé
                                                            Oxydation du LDL

          Formation de la plaque d’athérome
RECHERCHE SUR L’ATHÉROSCLÉROSE

L’un des objectifs est le suivant :
Comprendre comment les macrophages participent à la régulation des taux sanguins de cholestérol et leur rôle
dans le développement de l’athérosclérose.




                                                                                       ?
ÉTUDE DU RÉCEPTEUR DU LDL ET DE LA MYLIP
Nous savons que les macrophages reconnaissent le LDL oxydé grâce à des
récepteurs.
Nous savons qu’une protéine des macrophages appelée « Mylip » provoque
la dégradation du récepteur des LDL.

                                   Macrophage




                                                        Récepteur des LDL




                           LDL oxydé

                                                Si les macrophages produisent
                                                de grandes quantités de Mylip,
             Oxydation du LDL                   l’ingestion du cholestérol diminue.
MYLIP, UNE ÉVENTUELLE CIBLE THÉRAPEUTIQUE

Les scientifiques étudient scrupuleusement cette protéine MyLip car ils pensent
qu’un médicament pourrait agir sur celle-ci et empêcher les macrophages de réduire
l’ingestion des LDL.


                                    Macrophage

                                                         Cible thérapeutique




                            LDL oxydé



              Oxydation du LDL
COMMENT POUVONS-NOUS ÉTUDIER LES PROTÉINES ?

• De grandes quantités d’une protéine sont
nécessaires afin de pouvoir étudier sa
fonction.
• Le génie génétique constitue l’un des outils
de la biologie moléculaire nous permettant
d’étudier les protéines.
• Le génie génétique est la technologie de la
manipulation et du transfert de l’ADN d’un
organisme à un autre.
EN PREMIER LIEU, NOUS CLONONS LE GÈNE DE LA
PROTÉINE D’INTÉRÊT : MYLIP




                                        Nous procédons à son
   Cellule humaine   ADN   Gène Mylip
                                        insertion dans un fragment
                                        d’ADN circulaire appelé
                                        « plasmide ».
NOUS EFFECTUONS UNE TRANSFORMATION BACTÉRIENNE
AVEC LE GÈNE DE LA PROTÉINE D’INTÉRÊT : MYLIP




1. Transformation   2. Sélection de bactéries   3. Multiplication
bactérienne         transformées                bactérienne
NOUS ISOLONS LE GÈNE DE LA PROTÉINE MYLIP PUIS NOUS
L’INTRODUISONS DANS DES CELLULES POUR QU’ELLES
PRODUISENT LA PROTÉINE


                                                             protéine
                                                               MYLIP




   3. Multiplication   4. Isolement   5. Production
   bactérienne         de l’ADN       de la protéine
                                      (en introduisant
                                      l’ADN dans des
                                      cellules eucaryotes)
COMMENT ALLONS-NOUS EFFECTUER
LA TRANFORMATION BACTÉRIENNE ?
                  Des changements drastiques de

       ?          température et l’ajout de cations
                  permettent de favoriser l’entrée de
                  l’ADN sous forme de plasmide.
COMMENT POUVONS-NOUS VÉRIFIER LA MULTIPLICATION
DES BACTÉRIES TRANSFORMÉES ?




                    ?
                             Gène
                             Mylip



                                            Gène de
Le plasmide contient un                     résistance à
                                            l’antibiotique
gène de résistance à un
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COMMENT POUVONS-NOUS VÉRIFIER LA MULTIPLICATION
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Gène
Mylip                    Ampicilline




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CULTURE BACTÉRIENNE ?




                                                              ?
En effectuant une Miniprep :


                                                                             Gène
          SOLUTION 2               SOLUTION 3     CHLOROPAN       ÉTHANOL    Mylip   Gène
                                                                                     résistant à
                                                                                     l’ampicilline




Au moyen de différents solvants et de centrifugations, nous écarterons les
différents composants.
UNE FOIS L’ADN ISOLÉ, NOUS POUVONS CONTINUER LA
RECHERCHE !




                     5. Production de la protéine (après introduction de
                     l’ADN dans des cellules eucaryotes).


                     6. Une fois que les scientifiques ont obtenu la
                     protéine, ils peuvent :
                     • étudier sa fonction dans la régulation du cholestérol et

                     • mettre au point de nouveaux médicaments pour
                     l’athérosclérose.
Mettez votre blouse !
                                                                          Vous aussi vous pouvez devenir
                                                                          chercheur(euse) !




Chercheur ayant collaboré avec les contenus : Theresa León, Jonathan Matalonga, Université
de Barcelone


AUTEUR              FINANCÉ PAR :                         MEMBRES DU CONSORTIUM :




                                                   Coordonnateur
            Cet ouvrage est sous une licence Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported de Creative Commons . Pour
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  • 1. Génie génétique À la recherche d’une cible pour le traitement de l’athérosclérose
  • 2. FACTEURS DE RISQUE La consommation d’aliments très riches en graisses saturées et la vie sédentaire augmentent le risque de souffrir de maladies cardiovasculaires telles que l’athérosclérose.
  • 3. QU’EST-CE QUE L’ATHÉROSCLÉROSE ? C’est une maladie vasculaire due à l’accumulation de graisses sur les parois des vaisseaux sanguins susceptible de provoquer des manifestations très diverses et de sévérité variable. Artère normale Athérosclérose modérée Athérosclérose sévère Formation de plaques d’athérome pouvant obstruer la lumière des vaisseaux et bloquer la circulation sanguine.
  • 4. LE « MAUVAIS » CHOLESTÉROL OU LDL • L’apportalimentaire excessif de cholestérol entraîne soit le stockage du cholestérol sous forme de graisse soit sa présence dans la circulation sanguine sous forme de LDL (Low Density Lipoprotein, ou lipoprotéines de basse densité), plus communément appelé « mauvais cholestérol ». • Le LDL est l’un des composants de la plaque d’athérome.
  • 5. SELON L’ORGANISATION MONDIALE DE LA SANTÉ (OMS) • Bien que les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux soient les principales causes de décès à travers le monde, 80 % des décès prématurés dus à ces causes pourraient être évités par le contrôle des principaux facteurs de risque. • On estime, chaque année, que 17 millions de personnes décèdent dans le monde entier des suites de maladies cardiovasculaires (MCV), en particulier de crises cardiaques et d’accidents vasculaires cérébraux. • Les MCV touchent autant les femmes que les hommes. • Elles constituent la principale cause de décès dans les pays en voie de développement, ainsi que dans les pays développés.
  • 6. LES MACROPHAGES, UN « SYSTÈME DE NETTOYAGE » • Les macrophages agissent comme un système de « nettoyage » pour empêcher le cholestérol de se déposer sur les parois. • Ce système de nettoyage est efficace si l’excès de cholestérol n’est pas très élevé. LDL Macrophage LDL oxydé Oxydation du LDL
  • 7. COMMENT SE FORME LA PLAQUE D’ATHÉROME ? Prolifération Si les quantités de cholestérol sont très de cellules endothéliales abondantes : Activation du système immunitaire Les macrophages continuent à capturer le LDL. Cellule Cependant, lorsque les macrophages ont capturé de spumeuse grandes quantités de LDL, ils se transforment en cellules appelées « spumeuses ». LDL Macrophage Ces dernières provoquent l’inflammation et la prolifération de cellules de la paroi artérielle LDL oxydé Oxydation du LDL Formation de la plaque d’athérome
  • 8. RECHERCHE SUR L’ATHÉROSCLÉROSE L’un des objectifs est le suivant : Comprendre comment les macrophages participent à la régulation des taux sanguins de cholestérol et leur rôle dans le développement de l’athérosclérose. ?
  • 9. ÉTUDE DU RÉCEPTEUR DU LDL ET DE LA MYLIP Nous savons que les macrophages reconnaissent le LDL oxydé grâce à des récepteurs. Nous savons qu’une protéine des macrophages appelée « Mylip » provoque la dégradation du récepteur des LDL. Macrophage Récepteur des LDL LDL oxydé Si les macrophages produisent de grandes quantités de Mylip, Oxydation du LDL l’ingestion du cholestérol diminue.
  • 10. MYLIP, UNE ÉVENTUELLE CIBLE THÉRAPEUTIQUE Les scientifiques étudient scrupuleusement cette protéine MyLip car ils pensent qu’un médicament pourrait agir sur celle-ci et empêcher les macrophages de réduire l’ingestion des LDL. Macrophage Cible thérapeutique LDL oxydé Oxydation du LDL
  • 11. COMMENT POUVONS-NOUS ÉTUDIER LES PROTÉINES ? • De grandes quantités d’une protéine sont nécessaires afin de pouvoir étudier sa fonction. • Le génie génétique constitue l’un des outils de la biologie moléculaire nous permettant d’étudier les protéines. • Le génie génétique est la technologie de la manipulation et du transfert de l’ADN d’un organisme à un autre.
  • 12. EN PREMIER LIEU, NOUS CLONONS LE GÈNE DE LA PROTÉINE D’INTÉRÊT : MYLIP Nous procédons à son Cellule humaine ADN Gène Mylip insertion dans un fragment d’ADN circulaire appelé « plasmide ».
  • 13. NOUS EFFECTUONS UNE TRANSFORMATION BACTÉRIENNE AVEC LE GÈNE DE LA PROTÉINE D’INTÉRÊT : MYLIP 1. Transformation 2. Sélection de bactéries 3. Multiplication bactérienne transformées bactérienne
  • 14. NOUS ISOLONS LE GÈNE DE LA PROTÉINE MYLIP PUIS NOUS L’INTRODUISONS DANS DES CELLULES POUR QU’ELLES PRODUISENT LA PROTÉINE protéine MYLIP 3. Multiplication 4. Isolement 5. Production bactérienne de l’ADN de la protéine (en introduisant l’ADN dans des cellules eucaryotes)
  • 15. COMMENT ALLONS-NOUS EFFECTUER LA TRANFORMATION BACTÉRIENNE ? Des changements drastiques de ? température et l’ajout de cations permettent de favoriser l’entrée de l’ADN sous forme de plasmide.
  • 16. COMMENT POUVONS-NOUS VÉRIFIER LA MULTIPLICATION DES BACTÉRIES TRANSFORMÉES ? ? Gène Mylip Gène de Le plasmide contient un résistance à l’antibiotique gène de résistance à un antibiotique
  • 17. COMMENT POUVONS-NOUS VÉRIFIER LA MULTIPLICATION DES BACTÉRIES TRANSFORMÉES ? Gène Mylip Ampicilline Gène de résistance à Ampicilline l’antibiotique
  • 18. COMMENT ALLONS-NOUS ISOLER L’ADN PLASMIDIQUE DE LA CULTURE BACTÉRIENNE ? ? En effectuant une Miniprep : Gène SOLUTION 2 SOLUTION 3 CHLOROPAN ÉTHANOL Mylip Gène résistant à l’ampicilline Au moyen de différents solvants et de centrifugations, nous écarterons les différents composants.
  • 19. UNE FOIS L’ADN ISOLÉ, NOUS POUVONS CONTINUER LA RECHERCHE ! 5. Production de la protéine (après introduction de l’ADN dans des cellules eucaryotes). 6. Une fois que les scientifiques ont obtenu la protéine, ils peuvent : • étudier sa fonction dans la régulation du cholestérol et • mettre au point de nouveaux médicaments pour l’athérosclérose.
  • 20. Mettez votre blouse ! Vous aussi vous pouvez devenir chercheur(euse) ! Chercheur ayant collaboré avec les contenus : Theresa León, Jonathan Matalonga, Université de Barcelone AUTEUR FINANCÉ PAR : MEMBRES DU CONSORTIUM : Coordonnateur Cet ouvrage est sous une licence Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported de Creative Commons . Pour voir une copie de cette llicence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/