Chap Variation génétique et santé

Pb I Quelles sont les causes de la mucoviscidose et comment la soigner ?

  1. La mucoviscidose

1- Une maladie génétique : Doc 3 p281

  • La mucoviscidose est une maladie fréquente (1 personne sur 4100) et grave.
  • l’espérance de vie moyenne chez les patients atteints est de l’ordre de 25 à 30 ans.
  • Cette maladie est provoquée par des mutations (plus de 1000 connues) du gène CFTR .
  • Elles correspondent souvent à la délétion de 3 nucléotides impliquant la suppression d’un acide aminé (Phe 508).
  • La maladie est autosomale (chromosome 7) récessive : les individus malades présentent les 2 allèles mutés.

2- Les échelles de phénotype :  Doc 1 p280 et  Doc 2 p280

  • Le phénotype macroscopique comprend de nombreuses altérations physiologiques telles que :
    • l’obstruction des poumons et bronches par un mucus épais
    • une insuffisance hépatique, digestive
    • une stérilité.
  • Le phénotype cellulaire correspond à :
    • la sécrétion d’un mucus épais dans tous les tissus touchés (bronches notamment).
  • Au niveau moléculaire :
    • La protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) est un canal à ions chlore.
    • Il est normalement utilisé pour fluidifier le mucus des bronches, pour former l’HCl nécessaire à la digestion …
    • Son absence à la membrane plasmique des cellules empêche l’extrusion du chlore.

3- Le dépistage et évaluation du risque Doc 4 p281

  • L’étude d’un arbre généalogique permet de prévoir le risque de transmission de la maladie.

Le risque pour l’enfant III4

  • Sachant que ses parents ont un enfant malade (homozygote), les parents sont hétérozygotes tous les 2.
  • Ils ont une chance sur 4 d’avoir un enfant homozygote malade.
  • Le risque pour l’enfant III4 (arbre 1) est de 1/4.

Le risque pour l’enfant III7 (arbre 2) nécessite de connaître la probabilité que II9 soit porteur.

  • Dans la population, on sait que le risque d’être hétérozygote est de 1/32.
  • L’autre parent (II8) donnera forcément l’allèle malade.
  • L’enfant III7 a donc 1 chance sur 32 d’être malade.

4- Les traitements Doc 3 & 4 p283

  • On limite les effets de la maladie en agissant sur des paramètres du milieu. Ainsi, les traitements ont pour objectif de limiter les conséquences de la mucoviscidose :
    • – Kinésithérapie (désobstruction des bronches)
    • – Nébulisation (traitement médicamenteux dans les bronches)
    • – Oxygénothérapie
    • – Régime hypercalorique et hygiène stricte
    • – Greffe de poumons
  • La thérapie génétique constitue un espoir de correction de la maladie dans les cellules pulmonaires atteintes.
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Pb II Quelles sont les caractéristiques et les causes  des cancers  ?

  1. Le cancer

1- Caractéristiques des cellules cancéreuses

  • Les cellules cancéreuses se forment à la suite d’une ou plusieurs mutations somatiques. Les cellules cancéreuses vont alors avoir différentes caractéristiques :
    • – Immortalité : la cellule n’est plus sensible à l’apoptose
    • – Transformation : la cellule permet ses caractéristiques et se dédifférencie (perte des cils pour les cellules pulmonaires)
    • – Prolifération : la cellule se divise activement, ce qui induit le développement d’un massif cellulaire anarchique = une tumeur
    • – Mobilité : après un certain stade, certaines cellules cancéreuses deviennent mobiles = des métastases.

2- Origine génétique des cancers Doc 3 p287  et Doc 1 p288

  • Le développement des cancers est très souvent associé à la mutation du gène P53 (chromosome 7). Les études épidémiologiques montrent que :
    • – P53 est muté dans plus de 50% des cancers
    • – 6 codons correspondent à 30% des mutations : codons 175, 245, 248, 249, 273 et 282 (zone centrale de la protéine : qui se lie à l’ADN)
    • – dans les hépatocarcinomes, plus de 80% des mutations sont regroupées au niveau du codon 249 (position 747).
  • La protéine P53 est capable de se lier à l’ADN aux endroits présentant des anomalies. Son expression permet de supprimer les tumeurs (gène suppresseur de tumeurs).
  • D’autre part, il existe d’autres gènes qui peuvent être impliqués de façon moins étroite au développement d’un cancer.
  • Avoir une plus ou moins grande quantité de mutation dans ces gènes augmente le risque de développer un cancer. On parle alors de prédisposition génétique.

3- Origine environnementale des cancers

  • Le déclenchement d’un cancer peut être lié à l’environnement :
    • – tabagisme, alcoolisme
    • – pollution atmosphérique (gaz d’échappement, amiante)
    • – alimentation …
    • certains virus comme le papillomavirus ou le virus de l’hépatite B qui peuvent parfois provoquer respectivement des cancers de l’utérus et du foie.

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Pb III Quelle est l’influence du mode de vie et de l’environnement  sur certaines maladies génétiques?

  • Des maladies aux origines plurifactorielles

Le plus souvent, l’impact du génome sur la santé n’est pas un déterminisme absolu. Il existe des gènes dont certains allèles rendent plus probable le développement d’une maladie sans pour autant la rendre certaine.

1- L’influence génétique dans le développement des maladies

  • Les maladies cardiovasculaires causent un décès sur trois en France (150 000 décès par an à cause de rupture d’anévrisme, infarctus, phlébites …). Ces maladies présentent des associations avec certains allèles.

Doc2 p 285

  • Pour identifier ces allèles, on réalise des analyses génétiques sur des individus atteints et sur des individus en bonne santé.
  • Les comparaisons de séquences permettent souvent d’effectuer une corrélation entre la présence d’une mutation et la maladie. Ces études sont ensuite confirmées par des expériences (chez la souris)

Ex : Gène d’un transporteur du cholestérol muté et risque de maladie cardiovasculaire. Si le cholestérol s’accumule dans le sang, il forme des plaques d’athérome qui obstruent les vaisseaux.

2- L’influence du mode de vie dans le développement des maladies

  • Les associations entre les paramètres environnementaux et le développement d’une maladie ne peuvent être déterminées par des expériences sur l’Homme (éthique).
  • On réalise donc des études épidémiologiques visant à recenser les différents facteurs (mode de vie, alimentation, âge, nombres de cancers dans la famille …) et leurs liens avec le développement de la maladie.

Doc1 p 284

Ex : les maladies cardiovasculaires sont souvent associées à un mode de vie présentant les caractéristiques suivantes : sédentarité, alimentation riche en graisse, tabagisme, obésité …

LES MALADIES CARDIOVASCULAIRES

 

Pb IV Comment expliquer la restistance  acrue des bactéries aux antibiotiques ?

  1. La résistance bactérienne aux antibiotiques

1- Les bactéries sont naturellement résistantes à certains antibiotiques

  • Les antibiotiques sont des médicaments qui détruisent spécifiquement les bactéries (mais n’ont pas d’action sur les virus). Ils empêchent notamment le fonctionnement des ribosomes bactériens sans avoir d’action sur les ribosomes des eucaryotes.
  • Un antibiogramme est une expérience de mise en culture de bactérie permettant de mettre en évidence et de quantifier l’action d’antibiotiques.

Ex : E. coli est résistante naturellement à l’acide naxilique, aux tétracyclines et à l’ampicilline.

2- L’acquisition de nouvelles résistances : un grave problème de santé publique

  • Des mutations spontanées provoquent une variation génétique dans les populations de bactéries. Parmi ces variations, certaines font apparaître des résistances aux antibiotiques.
  • L’application d’un antibiotique sur une population bactérienne sélectionne les formes résistantes et permet leur développement. L’utilisation systématique de traitements antibiotiques peut augmenter la fréquence des formes résistantes par sélection naturelle.
  • Dans les deux dernières décennies, l’utilisation systématique des antibiotiques a permis le développement de bactéries résistantes voire même le développement de bactéries multi-résistantes. Différentes pratiques sont en cause :
    • – traitement antibiotiques inappropriés (durée, mauvaise molécule, mauvais dosage, automédication, traitements préventifs …)
    • – traitements préventifs systématiques dans les élevages intensifs (volailles, porcs)
    • – utilisation de biocides proches des antibiotiques dans certains produits désinfectants (savons, nettoyants sols, désinfectants hôpitaux).
  • Hélas les chercheurs n’ont pas trouvé de nouvel antibiotique depuis 20 ans.
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