#trendsingenetics #ADAR1 #cancer ADAR1 et ses implications dans le développement et le traitement du cancer

Schéma de la structure de domaine de la famille des adénosine désaminases humaines agissant sur l'ARN (ADAR). ADAR1 est composé de deux isoformes, p150 et p110, qui partagent une séquence identique à l'exception d'une séquence N-terminale supplémentaire pour p150, y compris un domaine Zα supplémentaire et le NES qui permet à la fois la localisation cytoplasmique et nucléaire. Les deux contiennent trois dsRBD qui interviennent dans la liaison et l'homodimérisation de l'ARNdb, tous deux essentiels à l'activité enzymatique. La mutation du motif KKxxK dsRBD en EAxxA supprime la liaison de l'ARNdb et donc l'activité d'édition. La mutation ponctuelle E912A dans ADAR1p150 (E617A pour p110, E396A pour ADAR2) perturbe l'activité de la désaminase catalytique. On pense que ADAR3 est catalytiquement inactif et contient un domaine unique riche en arginine qui confère la capacité de se lier à l'ARN simple brin. Abréviations : NES, signal d'exportation nucléaire ; dsRBD, domaine de liaison d'ARNdb ; ARNdb, ARN double brin ; NLS, signal de localisation nucléaire ; R, domaine riche en arginine ; Zα/β, domaines de liaison Z-ADN/ARN 

La famille des adénosine désaminases agissant sur l'ARN (ADAR) régule la production globale d'expression génique en catalysant l'édition adénosine-inosine (A-to-I) de l'ARN double brin (ARNdb) et en interagissant avec l'ARN et d'autres protéines. Les ADAR jouent un rôle important dans le développement et la maladie, y compris un lien croissant avec la progression du cancer. ADAR1 a démontré un rôle largement pro-oncogène dans une liste croissante de types de cancer, et sa fonction dans le cancer a été attribuée à divers mécanismes. Ici, nous passons en revue la littérature existante sur la biologie et la fonction d'ADAR1, ses rôles dans les maladies humaines, y compris le cancer, et résumons les phénotypes et mécanismes connus associés au cancer. Enfin, nous discutons des implications et des questions en suspens dans le domaine, y compris les stratégies pour cibler ADAR1 dans le cancer. Allison R. Baker, Frank J. Slack, dans Trends in Genetics, publication en ligne en avant-première, 19 avril 2022

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#trendsinbiochemicalsciences #souvernirs #adaptation #CRISPR Créer des souvenirs : mécanismes moléculaires de l'adaptation CRISPR

 

Vue d'ensemble des systèmes de protéines associées à CRISPR (Cas) à répétition palindromique courte régulièrement espacées en grappes. Les opérons CRISPR-Cas contiennent un CRISPR, composé de répétitions (losanges noirs) et d'espaceurs (boîtes colorées) et de gènes cas exprimant des protéines Cas impliquées dans l'adaptation (jaune) ou l'interférence (bleu). Les protéines d'adaptation Cas capturent et intègrent de courts fragments de génomes étrangers dans le réseau CRISPR en tant que nouveaux espaceurs. Le réseau est transcrit en ARN pré-CRISPR (ARNcr) et transformé en ARNcr, permettant la formation d'un complexe effecteur avec plusieurs protéines Cas (classe 1) ou une seule protéine Cas (classe 2). Les complexes effecteurs guidés par l'ARNcr ciblent les acides nucléiques étrangers complémentaires des séquences d'ARNcr. Les systèmes de classe 1 de type I utilisent le complexe associé à CRISPR comme complexes de défense antivirale (Cascade) et les systèmes de type III utilisent les complexes effecteurs Csm-(III-A)/Cmr-(III-B). Cascade reconnaît les cibles ADN et recrute la nucléase Cas3 pour la dégradation. Dans les systèmes de type III, le complexe effecteur fournit une immunité d'une manière dépendante de la transcription, présentant à la fois des activités de clivage d'ARN cible et d'ADN simple brin (ss). Les systèmes de classe 2 englobent une seule protéine effectrice, Cas9 dans le type II, Cas12 dans le type V et Cas13 dans le type VI. Les protéines Cas9 de type II et Cas12 de type V clivent l'ADN cible, entraînant des cassures d'ADN double brin (ds). Le type VI utilise la protéine Cas13 pour la dégradation des ARN cibles. 

Les procaryotes utilisent des protéines à répétition palindromique courtes régulièrement espacées (CRISPR) et associées à CRISPR (Cas) comme système immunitaire adaptatif. Les systèmes CRISPR-Cas préservent les mémoires moléculaires des infections en intégrant de courts fragments d'acides nucléiques étrangers en tant qu'espaceurs dans le réseau CRISPR hôte dans un processus appelé «adaptation». Les espaceurs fonctionnels assurent une réponse immunitaire robuste par les effecteurs Cas, qui neutralise l'infection ultérieure par des voies d'interférence guidées par l'ARN. Dans cette revue, nous résumons les découvertes récentes qui ont fait progresser notre compréhension de l'adaptation, en mettant l'accent sur la façon dont les espaceurs fonctionnels sont générés et incorporés à travers de nombreux mécanismes répandus, mais spécifiques au type. Enfin, nous soulignons les orientations futures et les questions en suspens pour une compréhension plus approfondie de l'adaptation CRISPR. Hayun Lee, Dipali G. Sashital, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne en avant-première, 28 février 2022

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#Cell #ARN #noyau #organisationspatiale L'ARN favorise la formation de compartiments spatiaux dans le noyau

L'ARN délimite des territoires spatiaux dans tout le noyau. 
L'ARN requière l'organisation de compartiments nucléaires
Le mécanisme d'assemblage compartimental est un mécanisme médié par l'ARN 

 

Les molécules d'ARN, d'ADN et de protéines sont hautement organisées au sein de structures tridimensionnelles (3D) dans le noyau. Bien qu'il ait été proposé que l'ARN joue un rôle dans l'organisation nucléaire, l'explorer a été difficile car les méthodes existantes ne peuvent pas mesurer les contacts d'ARN et d'ADN d'ordre supérieur au sein de structures 3D. Pour résoudre ce problème, nous avons développé RNA & DNA SPRITE (RD-SPRITE) pour cartographier de manière exhaustive l'organisation spatiale de l'ARN et de l'ADN. Ces cartes révèlent des structures ARN-chromatine d'ordre supérieur associées à trois grandes classes de fonction nucléaire : le traitement de l'ARN, l'assemblage de l'hétérochromatine et la régulation des gènes. Ces données démontrent que des centaines d'ARNnc* forment des territoires à forte concentration dans tout le noyau, que des ARN spécifiques sont nécessaires pour recruter divers régulateurs dans ces territoires et que ces ARN peuvent façonner des contacts d'ADN à longue distance, l'assemblage d'hétérochromatine et l'expression génique. Ces résultats démontrent un mécanisme par lequel les ARN forment des territoires à haute concentration, se lient à des régulateurs diffusibles et les guident dans des compartiments pour réguler les fonctions nucléaires essentielles. Sofia A. Quinodoz, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 4 novembre 2021 

*ARNnc = ARN non codant

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#Cell #modèleinvitro #gènesmitochondriaux Un système in vitro pour faire taire l'expression des gènes mitochondriaux

Silencing = Réduction au silence (des gènes)
Steady-state = Etat stable
OXYPHOS = Oxydations Phosporylantes

 

Le génome mitochondrial humain code pour treize sous-unités centrales du système de phosphorylation oxydative, et des défauts dans l'expression des gènes mitochondriaux conduisent à de graves troubles neuromusculaires. Cependant, les mécanismes d'expression des gènes mitochondriaux restent mal compris en raison d'un manque d'approches expérimentales pour analyser ces processus. Ici, nous présentons un système in vitro pour faire taire la traduction dans les mitochondries purifiées. L'importation in vitro d'hybrides précurseurs-morpholino synthétisés chimiquement nous permet de cibler la traduction d'ARNm mitochondriaux individuels. En appliquant cette approche, nous concluons que le transcrit bicistronique chevauchant ATP8/ATP6 est traduit par un seul engagement ribosome/ARNm. Nous montrons que le recrutement des facteurs d'assemblage COX1 pour traduire les ribosomes dépend de la formation de la chaîne naissante. En définissant des interactomes spécifiques à l'ARNm pour COX1 et COX2, nous révélons une fonction inattendue de l'IGF2BP1 oncofoetal cytosolique, une protéine de liaison à l'ARN, dans la traduction mitochondriale. Nos données donnent un aperçu de la traduction mitochondriale et des stratégies innovantes pour étudier l'expression des gènes mitochondriaux. Luis Daniel Cruz-Zaragoza, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 20 octobre 2021

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#Cell #fonctionimmunitaire #ARN #immunostimulation #cellulesCART L'ARN immunostimulant RN7SL1 permet aux cellules CAR-T d'améliorer la fonction immunitaire autonome et endogène

"(...) nous concevons des cellules CAR-T pour délivrer RN7SL1, un ARN endogène qui active la signalisation RIG-I/MDA5. RN7SL1 favorise l'expansion et la différenciation effectrice-mémoire des cellules CAR-T. De plus, RN7SL1 est déployé dans les vésicules extracellulaires et transféré sélectivement aux cellules immunitaires. Contrairement à d'autres agonistes d'ARN, le RN7SL1 transféré restreint le développement des cellules suppressives dérivées des myéloïdes (MDSC), diminue le TGFB dans les cellules myéloïdes et favorise les sous-ensembles de cellules dendritiques (DC) avec des caractéristiques de costimulation." 

 

Une mauvaise infiltration tumorale, le développement d'un épuisement et une insuffisance antigénique sont des mécanismes courants qui limitent l'efficacité des cellules T du récepteur antigénique chimérique (CAR). L'administration d'agonistes des récepteurs de reconnaissance de formes est une stratégie pour améliorer la fonction immunitaire ; Cependant, le ciblage de ces agonistes sur les cellules immunitaires est difficile et la signalisation hors cible dans les cellules cancéreuses peut être préjudiciable. Ici, nous concevons des cellules CAR-T pour délivrer RN7SL1, un ARN endogène qui active la signalisation RIG-I/MDA5. RN7SL1 favorise l'expansion et la différenciation effectrice-mémoire des cellules CAR-T. De plus, RN7SL1 est déployé dans les vésicules extracellulaires et transféré sélectivement aux cellules immunitaires. Contrairement à d'autres agonistes d'ARN, le RN7SL1 transféré restreint le développement des cellules suppressives dérivées des myéloïdes (MDSC), diminue le TGFB dans les cellules myéloïdes et favorise les sous-ensembles de cellules dendritiques (DC) avec des caractéristiques de costimulation. Par conséquent, la mémoire effectrice endogène et les cellules T spécifiques de la tumeur se développent également, permettant le rejet des tumeurs solides avec perte d'antigène CAR. Soutenues par une immunité endogène améliorée, les cellules CAR-T peuvent désormais co-déployer des antigènes peptidiques avec RN7SL1 pour améliorer l'efficacité, même lorsque les tumeurs hétérogènes à antigène CAR manquent de néo-antigènes adéquats. Lexus R. Johnson, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 30 août 2021

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#Cell #Escherichiacoli #repliement #chromosomes Interconnexion de la qualité des solvants, de la transcription et du repliement des chromosomes chez Escherichia coli

 

DNA = ADN
Effective poor solvent = Solvant à faible efficacité
DNA compaction = Compactage de l'ADN
Chromosomal domain organization = Organisation des domaines chromosomiques
Ribosome spatial heterogeneity = Hétérogénéité spatiale du ribosome
Transcription = Transcription
DNA/RNA segregation = Ségrégation entre ADN et ARN

Toutes les cellules replient leur génome, y compris les cellules bactériennes, où le chromosome est compacté en un maillage organisé en domaines appelé nucléoïde. La manière dont le compactage et l'organisation du domaine surviennent n'est pas entièrement comprise. Ici, nous décrivons une méthode pour estimer la taille de maille moyenne du nucléoïde chez Escherichia coli. En utilisant des estimations de taille de maille nucléoïde et de concentration d'ADN, nous constatons que le cytoplasme se comporte comme un mauvais solvant pour le chromosome lorsque la cellule est considérée comme une simple solution de polymère semi-dilué. Les simulations de Monte Carlo suggèrent qu'un mauvais solvant entraîne un compactage des chromosomes et une hétérogénéité de la densité de l'ADN (c'est-à-dire la formation de domaines) à une concentration physiologique d'ADN. La microscopie à fluorescence révèle que la densité d'ADN hétérogène est en corrélation négative avec la densité de ribosomes dans le nucléoïde, conformément aux données obtenues par cryotomographie électronique. Les expériences sur les médicaments, ainsi que les observations passées, suggèrent l'hypothèse que les ARN contribuent aux effets de solvant médiocres, reliant le compactage des chromosomes et la formation de domaines à la transcription et à l'organisation intracellulaire. Yingjie Xiang, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 28 juin 2021

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#Cell #récifcorallien #symbiose #immunité #calcification Un atlas de coraux rocailleux éclaire la base moléculaire et cellulaire de la symbiose, la calcification et l’immunité corallienne

Atlas des différents stades et types cellulaires composant les coraux rocailleux
Colonies adultes, Larves, Polype primaire
Identification des stades des cellules immunitaires
Programmes d'expression génique des cellules hôtes et symbiontes algaux
Base moléculaire de la formation du squelette minéral par les cellules calicoblastiques
Evolution des types cellulaires chez les cnidaires
  

Les coraux rocailleux sont des cnidaires coloniaux constituants des écosystèmes marins les plus importants sur Terre sur le plan de la biodiversité, à savoir les récifs coralliens. Malgré leur importance sur le plan écologique, on sait peu de choses sur les types cellulaires et les voies de signalisation moléculaires étayant la biologie des espèces de coraux formant des récifs. À l’aide d’une méthode de séquençage de l’ARN à cellule unique, nous définissons plus de 40 types cellulaires participant au cycle de vie de Stylophora pistillata. Nous découvrons des cellules immunitaires spécialisées, et révélons la dynamique développementale de l’expression génique de la formation du squelette calcium-carbonate. En mesurant simultanément les transcriptomes des cellules coralliennes ainsi que des algues qu’ils hébergent, nous caractérisons les programmes métaboliques impliqués dans la symbiose des deux partenaires. Nous suivons également l’évolution des spécialisations des cellules coralliennes à l’aide d’atlas où figurent les intégrations phylogéniques de types cellulaires multiples de cnidaires. Dans son ensemble, cette étude révèle la base moléculaire et cellulaire de la biologie des coraux rocailleux. Shani Levy, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 3 mai 2021

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#Cell #cancerdusein #tumorigénèse #protéogénomique Paysage protéogénomique de la Tumorigénèse du Cancer du Sein et Thérapie Ciblée

La "protégénomique" et le profilage des patientes qui en découle permettent de détecter les vulnérabilités métaboliques, de mieux cibler les traitements du cancer du sein. C'est la médecine de précision. 

L’intégration de la protéomique basée sur les mesures de spectrométrie de masse avec le séquençage ADN et ARN de dernière génération permettent le profilage des tumeurs de manière plus approfondie. Ici, cette approche « protéogénomique » a été appliquée au traitement de 122 tumeurs cancéreuses du sein naïves de traitement ; afin de préserver les modifications post-translationnelles dans les échantillons, phosphorylation et acétylation des protéines y compris.  Cette protéogénomique a été utilisée pour lancer un défi aux techniques standard de diagnostic de cancer du sein, a fourni une analyse détaillée de l’amplicon ERBB2, désigné des échantillons de tumeurs éligibles à une thérapie ciblant le point de contrôle immunitaire, et permis une évaluation plus précise du statut Rb pour la prévision de la réponse aux inhibiteurs CDK4/6. Les profils phosphoprotéomiques ont dévoilé des associations nouvelles entre perte d’activité de suppression tumorale et kinases pouvant être ciblées. Une analyse de l’acétylprotéome a mis en lumière le rôle de l’acétylation sur les protéines nucléaires clé impliquées dans la réponse aux lésions de l’ADN et révélé la diaphonie entre acétylation cytoplasmique et mitochondriale et métabolisme. Nos résultats soulignent le potentiel de la protéogénomique dans ce qui a trait aux investigations cliniques dans le cancer du sein. L’acquisition de ces connaissances nouvelles par une prise en compte plus précise des voies de signalisation éligibles à un ciblage et des caractéristiques biologiques de cette malignité remarquablement hétérogène. Karsten Krug, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 18 novembre 2020

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#thelancethiv #exclusif #VIH1 #guérison Évidence de guérison après transplantation allogénique de cellules souches hématopoïétiques CCR5Δ/Δ32 30 mois après traitement analytique : étude de cas

Structure simplifiée du virus VIH
Source iconographique et légendaire: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Virus_VIH.jpg

Un patient londonien (participant n°36 de la cohorte IciStem) a subi une transplantation allogénique de cellules souches n’exprimant pas CCR5 (CCRΔ32/Δ32) ; la rémission a été rapportée à 18 mois après interruption du traitement analytique (ATI). Ici, nous présentons les données à long terme recueillies chez ce patient (jusqu’à 30 mois après ATI), incluant des échantillons provenant de divers réservoirs de virus VIH-1.

Nous avons utilisé des essais ultrasensibles de mesure de charge virale dans le plasma, le sperme et le liquide cérébrospinal (CSF) pour détecter l’ARN du VIH-1. Dans les biopsies de colon et de ganglions lymphatiques, le nombre de copies d’ARN par cellule et les niveaux d’ADN total de VIH-1 ont été déterminés lors d’analyses multiples, à l’aide de la PCR digitale à gouttes (ddPCR) et la PCR quantitative en temps réel. Nous avons aussi analysé la présence de l’ADN proviral intact en utilisant la ddPCR multiplexe ciblant le signal d’encapsidation (Ψ) et l’enveloppe (env). Nous avons réalisé un marquage intracellulaire par cytokine pour mesurer les réponses cellule-T spécifiques à VIH-1. Nous avons utilisé des tests d’immunofluorescence pour mesurer la réponse humorale à VIH-1. Nous avons prédit la probabilité de rebond à l’aide d’un modèle mathématique ainsi qu’une approche inférentielle.

La charge virale plasmatique en VIH-1 est restée indétectable chez ce patient de Londres jusqu’à 30 mois (dernier test effectué le 4 mars 2020), utilisant un essai dont la limite de détection est de 1 copie de génome par mL La numération en CD4 était de 430 cellules par μL (23.5% de l’effectif total en Cellules T) à 28 mois. Un signal positif de très faible intensité d’ADN de VIH-1 était détecté dans les cellules CD4 à mémoire à 28 mois. La charge virale dans le sperme était indétectable, de même que dans le plasma (…) et les cellules (…) à 21 mois. Le CSF était normal à 25 mois, avec un ARN de VIH-1 en deçà de la limite de détection. (…). L’ADN de VIH-1 mesuré par ddPCR était négatif dans le rectum, le caecum et le colon sigmoïde ainsi que l’iléon terminal dans les échantillons de tissus à 22 mois. Le tissu de ganglion lymphatique axillaire était [séquence terminale longue répétée]-positif (33 copies pour 10⁶ cellules) et env (26.1 copies pour 10⁶ cellules), négatif pour Ψ et l’intégrase, et négatif par la mesure de l’ADN proviral intact, à 27 mois. Les réponses VIH-1 spécifiques des cellules T CD4 et CD8 sont restées nulles à 27 mois. Les anticorps anti-Env à faible avidité ont continué de diminuer. Un modèle mathématique suggère que la probabilité de rémission définitive (guérison) est de 98% dans un contexte de 80% de chimérisme de la population de cellules cibles du VIH du donneur et une probabilité supérieure à 99% de rémission définitive (pour la vie) pour un chimérisme de 90% de la part du donneur.

Le patient de Londres a bien été en rémission pour le VIH-1 pour 30 mois, sans aucune détection de virus réplicable dans le sang, le CSF, le tissu intestinal ou le tissu lympyhoïde. Le chimérisme du donneur était maintenu à 99% pour ce qui est des cellules T périphériques. Nous proposons que ces résultats marquent la guérison du VIH-1. Prof Ravinda Kumar Gupta, PhD, et al, dans The Lancet HIV, publication en ligne en avant-première, 10 mars 2020.

Financement : Wellcome Trust et amfAR (American Foudation for AIDS Research).

Source: The Lancet Online / Traduction et adaptation: NZ   

#Cell #glioblastome Modèle Intégratif des États Cellulaires, de la Plasticité, et de la Génétique du Glioblastome

scRNA-seq of glioblastoma = Séquençage d'ARN d'une cellule unique
TCGA deconvolution = Déconvolution à partir de l'Atlas Génomique du Cancer
Experimental models = Modèles expérimentaux

Plusieurs facteurs génétiques, épigénétiques et développementaux président à l’existence du glioblastome, tumeur incurable et peu connue; leur caractérisation précise reste un défi. Ici, nous utilisons une approche intégrative transversale de séquençage d’ARN au niveau d’une cellule unique de 28 tumeurs, d’analyse génétique et de mesure d’expression génique de grande ampleur de 401 spécimens de l’Atlas du Génome du Cancer (TCGA), d’approches fonctionnelles, et du traçage de lignée cellulaire ayant pour origine une cellule unique ; pour fabriquer un modèle unifié d’états cellulaires et de diversité génétique du glioblastome. Nous déterminons ainsi que les cellules malignes de glioblastomes se présentent sous quatre formes principales d’états cellulaires représentant les différents types de cellules nerveuses, sont influencées par le microenvironnement tumoral, et sont douées d'une plasticité. La relative fréquence des cellules représentant chaque stade varie selon les échantillons de glioblastome et est influencée par le nombre de copies de gènes résultant de l’amplification des loci CDK4, EGFR, PDGFRA et par les mutations du locus NF1 ; favorisant chacun un état défini. Notre travail fournit une ébauche descriptive du glioblastome, intégrant les programmes des cellules malignes, leur plasticité, et leur modulation par les divers facteurs génétiques. Cyril Neftel, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 18 juillet 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Déconvolution : opération mathématique par laquelle on récupère un objet intégré dans image dégradée par le bruit et le flou.

scRNA : single cell RNA = ARN d’une cellule unique

#trendsincancer #cancer #ARN #séquençage #immunothérapie Séquençage de l’ARN du Microenvironnement Tumoral dans l’Immunothérapie de Précision du Cancer

RNA sequencing : Séquençage de l’ARN

Immune infiltrate composition = Composition de l’infiltrat immunitaire

Immunological expression phenotypes = Phénotypes d’expression immunitaire

Immunological repertoire = Répertoire Immunologique

Cytolytic enzymes granzyme and perforin = Enzymes cytolytiques granzyme et perforine

Clonotype TCR = Clonotype TCR

Le Séquençage à Visée Clinique de l’ARN Est une Modalité Nouvelle et Importante pour L’Immunothérapie de Précision du Cancer. (A) Le séquençage de l’ARN peut révéler des composantes clé de la réponse immunitaire antitumorale, comprenant notamment la composition cellulaire de l’infiltration immunitaire, l’expression de voies immunitaires phénotypiques, ainsi que le répertoire des cellules immunocompétentes. (B) De nouvelles méthodes utilisent l’expression de l’ARN pour estimer l’abondance des types cellulaire clé, comme les cellules T natural killer (lymphocytes NK), qui sont importantes pour les réponses antitumorales. De plus, l’analyse de l’expression génique des voies immunitaires phénotypiques clé comme celles des cellules T cytotoxiques, peuvent révéler l’activation des voies transcriptomiques dans les cellules immunitaires infiltrantes. Enfin, la caractérisation du répertoire des récepteurs de l’immunité fournit la loupe permettant de comprendre la spécificité et de clonalité de la réponse. Abréviation : TCR, récepteur des cellules T

Le séquençage de l’ARN (ARN-seq) représente une technique à haut débit efficace pour caractériser solidement le microenvironnement tumoral (MET). L’utilisation accrue d’ARN-seq dans des contextes de recherche clinique et de recherche fondamentale représente une puissante opportunité d’accession aux nouveaux biomarqueurs thérapeutiques dans le MET. Des méthodes informatiques avancées rendent possible le décryptage de la composition des infiltrats immunitaires intratumoraux, d’en déterminer les phénotypes cellulaires, et d’en dégager le répertoire en termes de données d’ARN-seq des récepteurs immunitaires. Ces caractérisations immunitaires sont d’importance croissante pour ce qui est du guidage en immunothérapie. Ici, nous soulignons les récentes études démontrant l’utilité potentielle d’ARN-seq dans des contextes cliniques, passons en revue les méthodes informatiques utilisées pour la caractérisation du MET pour l’immunothérapie de précision du cancer, et discutons des importantes considérations dans l’interprétation des données, ainsi que des limites techniques rencontrées. Denise Lau, et al, dans Trends in Cancer, Early Online Publication, 8 March 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #exclusif #cancerdusein #chimiorésitance Evolution de la chimiorésistance du cancer du sein triple négatif délimitée par le séquençage à l’échelle d’une cellule unique

1. chimiothérapie néoadjuvante administrée à 20 patients atteintes de CSTN
2. Tissu congelé; Dissociation en noyaux uniques; Séquençage de l'ADN à l'échelle d'une cellule unique; Séquençage de l'ARN à l'échelle d'une cellule unique; séquençage à l'échelle de l'exome entier
3. Extinction clonale (10 patientes); Persistance clonale (10 patientes)
pre-tx = avant le traitement - post-tx = après le traitement
4. Evolution adaptative du génome & reprogrammation transcriptionnelle
Chemoresistance evolution = Evolution de la chimiorésitance
NAC = Chimiothérapie néoadjuvante
Existence de phénotypes résistants (triangles) et de phénotypes sensibles (ronds) 

Le cancer du sein triple négatif (CSTN) est un sous-type de cancer agressif qui présente fréquemment une résistance à la chimiothérapie. Une question non résolue est celle de savoir si ladite résistance est causée par quelques clones pré-existants, ou, au contraire, causée par l’acquisition d’aberrations génomiques nouvelles. 

Afin d’élucider cette question, nous avons appliqué, outre le séquençage au niveau de l’exome entier, un séquençage de l’ADN et de l’ARN à l’échelle d’une cellule unique, afin d’effectuer le profil d’échantillons longitudinaux pris chez 20 patientes CSTN au cours d’une chimiothérapie néoadjuvante (CNA). Le séquençage de l’exome entier a permis l’identification de 10 patientes chez lesquelles la CNA conduisant à l’extinction clonale et 10 patientes chez lesquelles les clones ont persisté après administration du traitement. 

Chez 8 patientes, nous avons réalisé une étude plus détaillée à l’aide de la technique de séquençage de l’ADN à l’échelle d’une cellule unique et avons ainsi séquencé l’ADN de 900 cellules ; puis à l’aide de la technique de séquençage de l’ARN à l’échelle d’une cellule unique, et avons ainsi séquencé l’ARN de 6 862 cellules. Nos données montrent que les génotypes résistants étaient pré-existants et étaient sélectionnés de manière adaptative par la CNA, alors que les profils de transcription étaient acquis par la reprogrammation en réponse à la chimiothérapie chez les patients atteints de CSTN. Charissa Kim et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 19 avril 2018

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct

#cell #protéinesendogènes #dégradation Une Méthode de Dégradation Rapide et Aigue des Protéines Endogènes

La méthode Trim-Away fonctionne sur le principe des réactions déclenchées par la liaison anticorps-antigène au niveau de la membrane cellulaire. 

Les méthodes pour une interruption ciblée de la fonction protéique ont révolutionné la science et accéléré la caractérisation systématique des gènes. Deux approches principales sont actuellement utilisées pour l’interruption de la fonction des protéines : l’invalidation génique de l’ADN (DNA knockout dans le texte) et l’interférence par ARN, agissant tous deux au niveau du génome et de l’ARN messager (ARNm) respectivement. Une méthode d’altération des protéines endogènes n’est actuellement pas disponible. Ici, nous présentons Trim-Away, une technique de dégradation aigue des protéines endogènes des cellules de mammifères SANS modification du génome ou de l’ARN au préalable. Trim-Away exploite la machinerie de dégradation de dégradation des protéines cellulaires avec pour but le retrait des protéines natives non modifiées, quelques minutes après son application. Cela minimise le risque de compensation phénotypique et d’accumulation de défauts non-spécifiques avec le temps. Du fait que la méthode Trim-Away utilise des anticorps, elle peut être appliquée à un large échantillon de protéines cibles (…). Trim-Away permet l’étude de la fonction protéique dans divers types cellulaires, incluant les cellules primaires ne se divisant pas, où les méthodes de ciblage du génome et de l’ARN sont limitées. Dean Clift, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 16 novembre 2017

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ  

#thelancethiv #HIV #afriquedusud Détection et traitement d’une infection par le VIH au stade 1 de Fiebig chez des jeunes femmes à risque en Afrique du Sud : étude prospective de cohorte

"S'il n'a pas de préservatif, respirez profondément et demandez-lui d'aller en chercher un" Campagne contre le sida, 1989.
Source iconographique: https://www.nlm.nih.gov/exhibition/visualculture/hivaids19.html

L’incidence de l’infection au VIH chez les jeunes femmes en Afrique Sub-Saharienne reste élevée et l'inclusion de ces femmes dans des programmes de vaccination et de soins est crucial. Notre but était d’établir une cohorte de jeunes femmes dépistées d’une infection aigüe par le VIH au stade 1 de Fiebig chez lesquelles un traitement était initié immédiatement après le diagnostic ; afin d’avancer dans la recherche dans ce groupe à haut risque.

945 femmes âgées de 18-23 ans à KwaZulu-Natal, Afrique du Sud, exemptes d’infection par le VIH et sexuellement actives, ont consenti à se soumettre à un dépistage bi-hebdomadaire d’ARN-VIH-1 et à des prélèvements d’échantillons biologiques pour évaluation du risque tous les 3 mois, dans le cadre d’une participation à un programme de formation aux bonnes pratiques sanitaires et d’accès à l’emploi. Nous avons analysé l’effet d’une mise sous traitements antirétroviraux combinés (ART) sur la virémie et les réponses immunitaires, les comportements sexuels à risque, ainsi que l’effet d’une intervention socio-économique.

42 femmes ont reçu le diagnostic d’infection aigüe par le VIH entre le 1^er décembre 2012 et le 30 juin 2016 (incidence 8.2 pour 100 personnes-années, Intervalle de Confiance [IC] 95% 5.9-11.1), dont 36 (86%) ont reçu le diagnostic d’infection au stade 1 de Fiebig avec une charge virale initiale de 2.97 log₁₀ copies par mL (Intervalle Interquartile [IQR] 2.42-3.85). 23 femmes sur 36 ont commencé une thérapie ART avec une période médiane de délai entre la détection et le début du traitement d’une journée (1-1), ce qui a limité le pic de charge virale médiane à une valeur de 4.22 log₁₀ copies par Ml (3.27-4.83) et un nadir de CD4 de 685 cellules par µL (561-802). L’ART a également eu un effet suppresseur sur la charge virale (atteignant des valeurs < 20 copies par mL) sur une période médiane de 16 jours (12-26) et, chez 20 (87%) femmes sur 83, a empêché la séroconversion, donnée confirmée par western blot. 

385 femmes ont suivi les 48 semaines d’intervention socioéconomique jusqu’au bout, dont 231 ont été suivies sur 1 an. 202 (87%) de ces 231 femmes ont obtenu une place de travail, sont retournées à l’école, ou ont lancé une affaire.  

Un dépistage fréquent des infections par le VIH combiné à une intervention socioéconomique ont facilité l’échantillonnage et l’évaluation du risque avant et après infection. Outre la détection d’une infection aigüe et d’un placement sous traitement immédiat, nous avons établi une cohorte de recherche optimisée, pour ce qui est de la prévention et du traitement. Krista L dong, MD, et al, dans The Lancet HIV, publication en ligne en avant-première, 2 octobre 2017.

Financement :   Bill & Melinda Gates Foundation, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, International AIDS Vaccine Initiative, Wellcome Trust, Howard Hughes Medical Institute.

Source: The Lancet Online / Traduction et adaptation: NZ

#trendsincellbiology #élémentALU #ADN #ARN #polymérase Éléments ALU : une expression alternative des gènes

Eléments ALU et leur organisation linéaire dans le génome humain

Les éléments ALU appartiennent à la famille SINE  des rétrotransposons et représentent presque 11% du génome humain. Les éléments ALUs sont transcrits par l’ARN polymérase (Pol) III et sont réintégrés au génome à l’aide des rétroéléments autonomes LINE. Du fait que les éléments ALU sont préférentiellement situés à proximité de - ou directement au sein - de régions riches en gènes, ils peuvent en affecter l’expression par le truchement de mécanismes d’action distincts, à la fois au niveau de l’ADN et au niveau de l’ARN.

Dans cette revue de littérature, nous mettons l’accent sur les connaissances récemment acquises, relatives à la manière dont les éléments ALU sont impliqués dans la régulation des gènes. Nous discutions de l’impact qu’exercent les séquences d’éléments ALU sur les gènes situés à proximité, sur les séquences d’ARN ALU libres issus de la transcription par Pol-III, et sur les séquences d’ARN ALU transcrits par Pol-II et qui sont incorporées au sein des transcrits d’ARN. La récente élucidation des fonctions excercées par les éléments ALU révèle des rôles précédemment sous-estimés de ces séquences d’ADN dites « inutiles » ou « égoïstes ». Ling-Ling Chen et Li Yang, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 10 février 2017

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ     

#cell #Schizosaccharomycespombe #ARN #ADN #hybrides #réparation Les hybrides transitoires ARN-ADN sont requis pour la réparation efficace des ruptures des doubles brins d’ADN

Les hybrides ARN-ADN, précédemment associés à une instabilité génomique, fonctionnent comme intermédiaires transitoires au cours de la réparation des cassures de l’ADN double – brin et représentent ce faisant des éléments clé du maintien de l’intégrité du génome.

Les hybrides ARN-ADN représentent une cause majeure de dégradation de l’ADN dans les cellules, et leur digestion pour les enzymes RNase H est importante pour le maintien de la stabilité génomique. Nous rapportons ici l’identification du rôle inattendu des hybrides ARN-ADN et des enzymes RNase H dans la réparation de l’ADN. A l’aide d’un modèle de Cassure Double - Brin d’ADN (CDB) mis en place chez Schizosaccharomyces pombe, nous montrons que les hybrides ARN-ADN font partie intégrante du processus de réparation CDB par recombinaison homologue (RH) et que les enzymes RNase H sont essentielles pour leur dégradation et l’efficace réalisation de la réparation de l’ADN. La délétion stabilise les hybrides ARN-ADN autour des sites CDB et provoque une forte altération du recrutement du complexe protéique RPA de liaison à l’ADN simple brin. En revanche, la surexpression de la RNase H1 déstabilise ces hybrides, menant à une excision du simple brin d’ADN et à un recrutement du complexe RPA excessifs, ainsi qu’à une perte sévère des régions répétées autour des CDBs. Notre étude défie le modèle existant de réparation CDB par recombinaison homologue et révèle le rôle surprenant des hybrides ARN-ADN dans le maintien de la stabilité génomique.  Corina Ohle, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 27 octobre 2016

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#trendsinbiochemicalsciences #ARN #ADN #ribozymes #desoxyribozymes #catalyse ADN catalytique* : portée, applications, et biochimie des desoxyribozymes

Réactions de substrats oligonucléotidiques catalysés par des desoxyribozymes. (...)

La découverte d’enzymes ARN naturels (ribozymes)  a suscité la poursuite de recherche d’enzymes ADN artificiels (desoxyribozymes) par des méthodes de sélection in vitro. La motivation clé est représentée par les avantages conceptuels et pratiques de l’ADN par rapport aux protéines et à l’ARN. Des études précoces ciblées sur les desoxyribozymes de clivage de l’ARN, ainsi que des expériences plus récentes ont attribué à l’ADN catalytique un rôle dans de nombreuses autres réactions. L’inclusion de nucléotides modifiés a le potentiel d’élargir la portée des enzymes ADN encore davantage. Les applications pratiques des desoxyribozymes incluent leur utilisation comme détecteurs d’ions métalliques et de petites molécules. Des études structurelles sur les desoxyribozymes viennent d’être initiées ; des études mécanistiques suivront certainement. Faisant suite au premier compte rendu d’il y a 21 ans, le domaine des desoxyribozymes se révèle prometteur, à la fois sur le plan de la recherche fondamentale et sur le plan de ses applications dans la mise en œuvre d’outils nouveaux en chimie, biologie, et d’autres disciplines. Scott K. Silverman, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne en avant-première, 25 mai 2016

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ   

*ADN catalytique : molécules d’ADN possédant une activité enzymatique (cf. www.chu-rouen.fr) 

#thelancet #tuberculose #Mycobacteriumtuberculosis #ARN Signature d’expression de l’ARN sanguin du risque de tuberculose

Colonies bactériennes de Mycobacterium tuberculosis (bacille de Koch).
Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Mycobacterium_tuberculosis 

L’identification de biomarqueurs du sang qui peuvent prédire la progression d’une infection à Mycobacterium tuberculosis vers une maladie tuberculeuse pourrait mener à des interventions nouvelles dans la lutte contre l’épidémie de tuberculose. Notre but était d’évaluer si l’expression génique globale mesurée dans le sang total chez des personnes en bonne santé permettait l’identification de signatures prospectives du risque de maladie tuberculeuse active.

Dans cette étude prospective de cohorte, nous avons suivi des adolescents sud-africains en bonne santé âgés de 12 à 18 ans, issus de l’Etude de Cohorte d’Adolescents (adolescent cohort study -ACS- dans le texte) qui présentaient une infection à M.tuberculosis depuis 2 ans. Nous avons recueilli des échantillons de sang chez les participants à l’étude tous les six mois et suivi ces adolescents pour ce qui est de leur progression vers une maladie tuberculeuse active. Une signature prospective de risque était fournie par des données de séquençage d’ARN comparant les participants qui développaient une tuberculose active (sujets progresseurs) avec ceux qui restaient en bonne santé (contrôles appariés). Après adaptation du test quantitatif basé sur la PCR (qRT-PCR), la signature était utilisée pour la prédiction de la maladie tuberculeuse patente sur des échantillons prélevés chez des adolescents non touchés par la maladie et des échantillons prélevés chez des adultes (sujets progresseurs et sujets de contrôle) provenant de cohortes indépendantes d’Afrique du Sud et de Gambie. Les participants provenant de cohortes indépendantes étaient des contacts domestiques de tuberculeux atteints de la maladie active.

Entre le 6 juillet 2005 et le 23 avril 2007, nous avons recruté 6 363 participants à l’étude ACS et 4 466 participants provenant de cohortes indépendantes d’Afrique du Sud et de Gambie. 46 sujets progresseurs et 107 sujets de contrôle appariés ont été identifiés dans la cohorte ACS. 16 signatures géniques de risque ont été identifiées. La signature prédisait une progression de la tuberculose avec une sensibilité de 66.1% (Intervalle de Confiance [IC] 95% 63.2-68.9) et une spécificité de 80.6% (79.2-82.0) dans les 12 mois précédant le diagnostic de tuberculose. La signature du risque était validée dans un groupe d’adolescents non touchés par la maladie  (p=0.018 pour le séquençage ARN et p=0.0095 pour la qRT-PCR) et dans les cohortes indépendantes d’Afrique du Sud et de Gambie (valeurs de p<0.0001 par qRT-PCR) avec une sensiblité de 53.7% (42.6-64.3) et une spécificité de 82.8% (76.7-86) dans les 12 mois précédant la tuberculose.

La signature du risque de tuberculose fournie par le sang total a identifié les personnes à risque de tuberculose active de manière prospective, ouvrant ce faisant la possibilité d’interventions ciblées dans un but de prévention de la maladie. Daniel E Zak, PhD, et al, dans The Lancet, publication en ligne en avant-première, 23 mars 2016

Financement : Fondation Bill & Melinda Gates, Institut National de la Santé (US NIH), Aeras, Union Européenne, et Conseil de Recherche Médicale d’Afrique du Sud.

Source: The Lancet Online / Traduction et adaptation: NZ

#trendsinbiochemicalsciences #biosynthèse #ARNpolymérase #ARN Route à deux voies : Interaction Régulatrice entre ARN Polymérase et Structure ARN Naissante

Source: http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/coursBC/biomol/biomol3.html

La synthèse vectorielle d’ARN (s’effectuant dans le sens 5’→3’ à vitesse variable) par les ARN polymérases cellulaires (ARN pol) crée un paysage cinétique tourmenté, démarqué par de fréquentes et quelquefois longues pauses. En complément d’une myriade de rôles dans la régulation génique, ces pauses programment le repliement temporel et spatial hiérarchisé d’ARNs biologiquement actifs. À l’inverse, ces structures d’ARNs qui forment à l’intérieur ou à proximité de la chaîne d’ARN sortante*, interagissent avec la polymérase et les facteurs protéiques adjacents afin d’opérer un contrôle sur la synthèse d’ARN en modulant la pause, la terminaison, l’antiterminaison et le glissement de la transcription. Ici, nous passons en revue l’origine évolutionnaire, les mécanismes sous-jacents, ainsi que les conséquences régulatrices ce cette interaction entre ARN polymérase et structure ARN naissante. Nous catégorisons et rationalisons les liens étendus entre la machinerie transcriptionnelle et son produit, et fournissons ce faisant un cadre pour de futures études. Jinwei Zhang et Robert Landick, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne le 25 janvier 2016

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ 

*ARN en cours de synthèse, dans l'image ci-dessus

#thelancetinfectiousdiseases #ledipasvir #sofosbuvir #hépatiteC Ledipasvir-sofosbuvir chez des patients atteints d’infection par le virus de l’hépatite C de génotype 5 : étude de phase 2 multicentrique ouverte à simple bras

Répartition des différents génotypes de HCV rencontrés dans le monde.
Source: Organisation Mondiale de la Santé, 2009

Les données relatives aux réponses obtenues sous traitement approuvé ou expérimental contre le virus de l’hépatite C (HCV) de génotype 5 sont rares. Nous avons étudié l’efficacité et l’innocuité de la thérapie consistant en l’administration combinée de l’inhibiteur de la NS5A polymérase ledipasvir et l’inhibiteur de la HS5B polymérase sofosbuvir chez des patients atteints d’infection HCV de génotype 5.

Nous avons effectué cette étude de phase 2 multicentrique ouverte à simple bras dans cinq hôpitaux situés en France. Les patients éligibles étaient âgés de 18 ans ou plus et étaient atteints par une infection HCV de génotype 5 chronique, avec une concentration plasmatique en ARN de HCV d’au  moins 10 000 UI/mL. Nous avons utilisé les analyses de séquences partielles BLAST* du gène NS5B pour établir le génotype et les sous-types au dépistage. Les patients ont reçu per os un comprimé comprenant une combinaison à dose fixée de ledipasvir (90 mg) et de sofosbuvir (400 mg) administré une fois par jour pendant 12 semaines. Le critère principal d’évaluation était la proportion de patients présentant une réponse virale soutenue, définie par une concentration en ARN d’HCV inférieure à 15 UI/mL, 12 semaines après l’interruption du traitement (SVR 12). Nous avons analysé efficacité et innocuité chez tous les patients qui avaient reçu au moins une dose de ledipasvir-sofosbuvir. (…).

Du 7 mars au 10 juin 2014, nous avons recruté 41 patients, incluant 21 patients qui n’avaient jamais reçu de traitement préalable et 20 patients qui avaient déjà subi un traitement. Tous les patients étaient d’origine blanche. La totalité des 41 patients qui avaient commencé le traitement l’ont poursuivi jusqu’au bout, et présentaient une concentration indétectable d’ARN de HCV à leur visite de fin de traitement. Dans la population globale de l’étude, 39 (95%, Intervalle de Confiance -IC- 95% 83-99) patients sur 41 ont atteint les niveaux SVR 12 cible. Le niveau cible SVR12 était atteint par 20 (95%, 76-100) des 21 patients qui étaient naïfs de traitements au départ, et par 19 (95%, 75-100) des 20 patients qui avaient déjà été traités au préalable. Huit (89%) patients sur neuf patients atteints de cirrhose ont atteints les niveaux SVR12 cible ; par ailleurs, 31 (97%) patients sur les 32 patients non atteints par la cirrhose ont atteint les niveaux SVR12 cible. Les deux patients qui n’avaient pas atteints les niveaux SVR12 cible étaient tous deux porteurs du génotype IL28B TT, et ont présenté une rechute virale dans les 4 semaines suivant la fin du traitement. Les évènements indésirables les plus communément observés étaient asthénie, (16 [39%] patients), maux de tête (11 [27%] patients), et fatigue (quatre [10%] patients). Un patient a présenté un évènement indésirable grave, une aggravation de sa dépression, qui nous avons jugée indépendante du traitement.

Le régime de traitement ledipasvir-sofosbuvir per os est un traitement efficace et bien toléré chez les patients atteints d’infection HCV de génotype 5, qu’ils soient naïfs de tout traitement préalable ou qu’ils aient précédemment reçu un traitement avant leur inclusion dans la présente étude. Prof Armand Abergel , MD, et al, dans The Lancet Infectious Diseases, publié en ligne 20 janvier 2016

Financement : Gilead Sciences

Source : The Lancet Online / Traduction et adaptation : NZ           

* : BLAST (acronyme de basic local alignment search tool) est une méthode de recherche heuristique utilisée en bio-informatique permettant de trouver les régions similaires entre deux ou plusieurs séquences de nucléotides ou d'acides aminés et de réaliser un alignement de ces régions homologues. Ce programme permet de retrouver rapidement dans des bases de données, les séquences ayant des zones de similitude avec une séquence donnée (introduite par l'utilisateur) (Source : Wikipedia).