• http://www.nature.com/news/2009/091216/full/news.2009.1143.html

    Sequencing of skin and lung cancers show that many mutations could be prevented.

    cancerSun and smoke leave their fingerprints on cancer genomes.MOREDUN ANIMAL HEALTH LTD / SCIENCE PHOTO LIBRARY

    Researchers have completed the genetic sequences of two types of cancer — skin cancer and small-cell lung cancer — revealing that the genomes bear the hallmarks of their respective carcinogens: sun and smoke. Worldwide, the two diseases kill a total of nearly 250,000 people each year, despite the fact that they are largely preventable.

    Tumours develop when a normal cell's DNA is damaged, allowing that cell to proliferate unchecked. By sequencing and cataloguing all the mutations in a single tumour type from multiple individuals, scientists aim to identify the genes that are most susceptible to damage, to understand the processes underlying DNA repair, and to develop drugs that counteract certain types of damage.

    Scientists from the Cancer Genome Project at the Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton, near Cambridge, UK, and their collaborators at partner institutions describe the genetic sequences of cell lines derived from patients with small-cell lung cancer1 or malignant melanoma2. The studies are published online today in Nature.

    “Every pack of cigarettes is like a game of Russian roulette.”

    Peter Campbell
    Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton

    These papers mark the completion of the fourth and fifth cancer-cell genomes to be sequenced, and come just one year after a team from Washington University School of Medicine in St Louis published the first cancer genome, from a patient with leukaemia3. The breast-cancer genome was published by a Canadian-led consortium in October this year4, and dozens more sequences are expected to come out of The Cancer Genome Atlas Program of the US National Cancer Institute in Bethesda, Maryland — a project that is slated to receive US$275 million over the next two years from the National Institutes of Health.

    "We are in the middle of an explosive development in cancer-genome sequencing," says Matthew Meyerson, a cancer-genomics expert at the Dana-Farber Cancer Institute in Boston, Massachusetts, who was not involved in the research. "Whole-genome sequencing is the wave of the future for both cancer-gene discovery and, eventually, for cancer diagnosis."

    One cigarette, 15 mutations

    Peter Campbell, a haemotologist and cancer-genomics expert at the Sanger Institute who worked on the latest studies, says that the number of genetic mutations they identified — 33,345 for melanoma and 22,910 for lung cancer — was remarkable. The mutations were not distributed evenly throughout the genome — many were present outside of gene-coding regions, suggesting that cells had repaired damaged DNA in those key regions.

    Campbell says that the findings help to answer lingering questions about whether carcinogens cause most mutations directly, or if cancer itself contributes to the mutations by disrupting the function of DNA-repair mechanisms. The team found that most mutations were single-base DNA substitutions that could be traced to the carcinogenic effects of chemicals in tobacco smoke (in the case of the small-cell lung cancer genome) or ultraviolet light (in the melanoma genome), supporting the idea that these two cancers are largely preventable. The team estimates that every cigarette smoked results in 15 mutations. "Every pack of cigarettes is like a game of Russian roulette," Campbell says. "Most of those mutations will land where nothing happens in the genome and won't do major damage, but every once in a while they'll hit a cancer gene."

     

    The lung-cancer study also identified one recurrent mutation — a duplication of the chromatin-remodelling gene CHD7, which regulates the activity of other genes. The team had already identified the existence of this mutation in 2008, but the current study1 confirms its presence in three independent cell lines. Such recurrent mutations could point to key cancer genes that may be useful drug targets.

    Some scientists, however, are more circumspect about the benefits of cancer-genome sequencing. Steve Elledge, an expert in DNA damage and cancer genetics at Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, was impressed with the new analysis but says that the potential impact on cancer diagnosis and treatment will not be fully felt until scientists have hundreds of sequences at hand — a costly prospect. "It's still very expensive, and I think all these efforts should be coupled with an equal amount of effort on studying gene function," he says. 

    • References

      1. Pleasance, E. D. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature08629 (2009).
      2. Pleasance, E. D. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature08658 (2009).
      3. Ley, T. J. et al. Nature 456, 66-72 (2008). | Article | ChemPort |
      4. Shah, S. P. et al. Nature 461, 809-813 (2009). | Article | ChemPort |

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  • Deux résultats récents relancent l'intérêt de la thérapie génique pour le traitement de certaines maladies génétiques.

    Jean-Jacques Perrier

    Certaines maladies génétiques graves sont dues à des mutations touchant un seul gène. Ces maladies sont souvent fatales, car on ne dispose généralement pas de traitements efficaces. Il y a quelques années, les généticiens ont estimé qu'il serait possible de remplacer les gènes défectueux par des gènes correcteurs, ou « gènes médicaments ». Cette forme de traitement, la thérapie génique, a d'abord semblé prometteuse, mais a connu un coup d'arrêt après la mort d'un malade ainsi traité, aux États-Unis, en septembre 1999. Puis, après plusieurs années d'échecs et d'incertitudes, l'équipe d'Alain Fischer, à l'Hôpital Necker, et celle de Claudio Bordignon, à l'Institut Saint Raphaël de Milan, ont réussi à guérir des déficits immunitaires combinés sévères chez des enfants, les « bébés bulles », qui ne peuvent se défendre contre les agents pathogènes. Certains des enfants ainsi traités ont toutefois développé une leucémie, car le gène thérapeutique s'était inséré dans le génome à proximité d'un proto-oncogène, un gène susceptible d'entraîner une prolifération cellulaire de nature cancéreuse quand ils sont activés par cette insertion. Récemment, deux résultats ont confirmé que cette méthode thérapeutique présente un réel potentiel pour traiter certaines maladies génétiques.

    La première étude a utilisé un mode dit ex vivo, au cours duquel les cellules à traiter sont prélevées chez le patient, et génétiquement corrigées grâce un vecteur viral porteur du gène fonctionnel, avant d'être réinjectées. Elle concerne l'adrénoleucodystrophie (ALD), une maladie rare due aux mutations d'un gène nécessaire à la formation de la gaine de myéline, qui enveloppe les fibres nerveuses. Sans cette gaine de myéline, l'influx nerveux ne se propage pas. Cette maladie touche un enfant sur 20 000. La seule forme de traitement possible est la greffe de cellules souches susceptibles de se différencier en cellules productrices de myéline, et issues de moelle osseuse ou de sang de cordon ombilical. Mais compte tenu du manque de greffons compatibles disponibles, et des risques de rejet, l'option consistant à utiliser les propres cellules souches de moelle osseuse du malade et de les corriger avec un gène thérapeutique semble appropriée.

    Début novembre, l'équipe de Nathalie Cartier et Patrick Aubourg, à l'Hôpital Saint-Vincent de Paul, à Paris, a publié des résultats montrant que c'est bien le cas. Trois enfants de sept ans atteints d'adrénoleucodystrophie ont reçu, il y a trois ans, leurs propres cellules souches de moelle osseuse, modifiées ex vivo par l'insertion du gène fonctionnel. Chez deux d'entre eux, l'imagerie cérébrale a révélé que la perte de myéline caractéristique de la maladie s'interrompait 16 mois après la greffe (les résultats du troisième enfant traité ne sont pas encore connus). Les cellules souches transformées ont, semble-t-il, donné naissance aux cellules nécessaires à la formation de myéline. Reste à vérifier que la correction perdure et qu'elle n'est pas à l'origine d'effets indésirables à long terme.

    Une seconde étude concerne une maladie rare et héréditaire de la rétine évoluant vers la cécité, l'amaurose congénitale de Leber. Dans ce cas, l'insertion du gène correcteur a été réalisée dans des cellules rétiniennes, in vivo, grâce à une injection localisée, sous la rétine, d'un vecteur viral porteur d'un gène correcteur. Jean Bennett et ses collègues de l'Université de Pennsylvanie ont observé chez 12 patients que les réponses de l'œil à la lumière étaient améliorées par le traitement deux ans après l'injection. Quatre enfants âgés de 8 à 11 ans ont progressé dans leur capacité à déambuler entre des obstacles, les progrès étant moins évidents chez les adultes traités. Un suivi est prévu pour vérifier si l'amélioration constatée reste stable au cours du temps.

    http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-therapie-genique-nouveaux-espoirs-23754.php
    Thérapie génique : nouveaux espoirs
    © P. Aubourg/Inserm

    L'équipe de Nathalie Cartier et Patrick Aubourg, à Paris, a modifié par thérapie génique des cellules souches de moelle osseuse chez trois enfants atteints d'adrénoleucodystrophie. Deux ans après la réinjection des cellules modifiées, un peu plus de 15 pour cent d'entre elles produisaient la protéine manquante chez les malades (points rouges, visibles ici dans une cellule sur trois). Cette production semble suffire pour interrompre l'évolution fatale de la maladie.

    à voir aussi

    INSERM
    Méthode de thérapie génique ex vivo utilisée pour traiter les trois enfants atteints d'adrénoleucodystrophie (Cliquez sur l'image pour l'agrandir).

    Pour en savoir plus

    L'auteur

    Jean-Jacques Perrier est journaliste à Pour la Science.

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  • Les balanes se fixent aux bateaux grâce à une enzyme similaire à l'une de celles qui font coaguler le sang.

    Guillaume Jacquemont

    Comment économiser jusqu'à 25 pour cent de carburant en bateau ? Tout simplement en nettoyant la coque ! Les balanes, de petits crustacés à coquille dont le diamètre varie de 0,5 à 10 centimètres selon les espèces, s'y fixent en effet en nombre, ce qui entraîne surpoids et frottements hydrodynamiques. Elles secrètent pour cela une puissante colle, essentiellement constituée de protéines.

    Daniel Rittschof, de l'Université Duke aux États-Unis, et ses collègues, ont étudié le processus de solidification de cette colle, afin de mieux comprendre sa résistance. Lorsqu'elle sort des muqueuses de la balane et arrive dans l'eau de mer, la colle polymérise : des macromolécules fibreuses s'y forment. D'après les chercheurs, celles-ci se lieraient ensuite entre elles grâce à l'action d'une enzyme voisine du facteur XIII humain, qui a un rôle identique dans la coagulation sanguine.

    Ce résultat permettra peut-être de trouver « l'anticolle » qui protègera les bateaux des balanes. Ce besoin est d'autant plus pressant que les anciennes substances utilisées ont été interdites pour des raisons environnementales. Les colles animales auront peut-êre par ailleurs des applications en biotechnologies, pour la réparation des dents et des os.

    http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-des-crustaces-tres-collants-23712.php

    Des crustacés très collants
    © Michel Salaün

    Les balanes se fixent sur différents supports, tels que les rochers ou les coques des bateaux.

    L'auteur

    Guillaume Jacquemont est journaliste à Pour la Science.

    Pour en savoir plus

    G. H. Dickinson et al., Barnacle cement: a polymerization model based on evolutionary concepts, The Journal of Experimental Biology, vol. 212, pp. 3499-3510, 2009.

    à voir aussi

    G. H. Dickinson et al.
    Sur cette image réalisée par microtomographie à rayons X, on voit les conduits (J) à travers lesquels est libérée la sécrétion qui soude la balane à son support. Ces conduits se situent à l’intersection de la base (BP) avec les plaques latérales (LP) de la coquille.
    G. H. Dickinson et al.
    Une fois polymérisée, la colle secrétée par les balanes présente une structure fibreuse.

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  • L'effet placebo désigne une amélioration de l'état de santé d'un patient persuadé d'avoir reçu un médicament, alors que celui-ci ne contenait aucun principe actif. Comment expliquer ce phénomène ?

    Sébastien Bohler

    Falk Eippert et ses collègues de l'Université de Hambourg ont décortiqué la chaîne neuronale qui part de la croyance en l'analgésique pour arriver à une perception atténuée de la douleur. Ils ont soumis des volontaires à de légères brûlures sous prétexte de tester une crème antidouleur. Une partie seulement des sujets recevait une crème efficace, les autres un placebo, substance leurre sans effet.

    Les participants en condition placebo ont naturellement décrit des intensités de douleur inférieures à ce qu'éprouvaient des personnes non traitées. Mais surtout, l'équipe a vu apparaître par imagerie cérébrale les différentes zones du cerveau mobilisées par cette « analgésie placebo » : le contrôle psychique de la douleur part du cortex préfrontal dorsolatéral, une zone antérieure et frontale du cerveau capable d'émettre des prédictions sur la base de croyances. Par le biais de connexions neuronales utilisant les endorphines (antidouleurs naturels) comme neuromédiateurs, le cortex dorsolatéral ventromédian active une zone légèrement plus enfouie : le cortex cingulaire antérieur. Ce dernier stimule ensuite une structure proche de la moelle épinière, la substance grise périacqueducale, réputée intervenir dans le contrôle de la douleur. De là, l'innervation médiée par les endorphines gagne la moelle épinière ventromédiane et rostrale, où elle neutralise les influx nerveux douloureux en provenance des membres.

    L'effet placebo semble agir initialement sur le cortex préfrontal dorsolatéral par le biais d'un mécanisme attentionnel : la croyance en l'efficacité du traitement détourne l'attention de la douleur pour la focaliser sur l'attente d'un soulagement. Cette zone cérébrale pourrait intervenir dans les techniques de réduction de la douleur par détournement de l'attention (le rire, notamment), voire par l'hypnose. La raison des connexions entre les mécanismes attentionnels et la perception de la douleur reste inconnue.

    http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-l-effet-placebo-livre-ses-secrets-23695.php


    L’effet placebo livre ses secrets

    L'auteur

    Sébastien Bohler est journaliste à Cerveau&Psycho.

    Pour en savoir plus


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