Génie génétique

Génie
génétique
Participez à la recherche sur l’athérosclérose
PROTOCOL
E
Ate
l
ier d’expérimentation
Macròfag

Génie génétique - 2 -
Génie génétique
À la recherche d’une cible pour le traitement de l’athérosclérose
Introduction
La recherche biomédicale comprend l’étude des processus physiques et chimiques
se produisant au sein des êtres vivants, ainsi que des processus déclenchant les
maladies. L’un des principaux objectifs de ce domaine de recherche est d’identifier
des cibles thérapeutiques, c’est-à-dire des parties de l’organisme vers lesquelles
diriger de nouveaux traitements stimulant des réponses et permettant de lutter
contre les maladies.
Ce protocole entre dans le cadre d’une ligne de recherche biomédicale centrée sur
l’étude d’une éventuelle cible thérapeutique susceptible d’être reconnue par un
médicament contre l’athérosclérose.
Comment se produit l’athérosclérose ?
L’athérosclérose est une maladie vasculaire due à l’accumulation de graisses sur les parois des
vaisseaux sanguins, pouvant provoquer des manifestations très diverses et de sévérité variable en
fonction de la localisation des vaisseaux affectés et du stade d’évolution de la maladie. Dans notre
société actuelle, la consommation d’aliments très riches en graisses saturées a augmenté
considérablement les risques de souffrir de maladies cardiovasculaires. Cet excès de graisse dans
notre organisme peut se déposer et s’accumuler au niveau de certains points des parois des artères
sous forme de plaques, appelées « plaques d’athérome », pouvant obstruer la lumière des vaisseaux
et bloquer la circulation sanguine.
----- Artère normale
----- Athérosclérose modérée
----- Athérosclérose sévère

Génie génétique - 3 -
Le cholestérol et les macrophages
L’une des substances lipidiques constituant les plaques d’athérome est le cholestérol. Pour empêcher
le cholestérol de se déposer sur les parois, notre organisme possède un système de « nettoyage »,
les macrophages. Ces cellules circulent dans le sang et ont la capacité de capturer les molécules de
mauvais cholestérol, connues sous le nom de LDL (Low Density Lipoprotein, ou lipoprotéines de
basse densité).
Les macrophages les reconnaissent grâce à un
récepteur situé sur leur membrane. Ce système
de nettoyage est efficace si l’excès de cholestérol
n’est pas très important.
Si les quantités de cholestérol sont très abondantes,
les macrophages continuent à capturer les LDL.
Cependant, après avoir ingéré de grandes quantités
de LDL, les macrophages se transforment en cellules
appelées « spumeuses ». Celles-ci produisent des
substances provoquant l’inflammation et la
prolifération de cellules de la paroi artérielle
(endothéliales), ce qui entraîne la formation de la
plaque d’athérome pouvant bloquer la circulation
sanguine.
Actuellement, nombre de groupes de recherche
partout dans le monde, notamment le Groupe de
recherche de récepteurs nucléaires de l’université de
Barcelone, visent à mieux comprendre la participation
des macrophages à la régulation des taux sanguins de
cholestérol et au développement de l’athérosclérose.
Plus précisément, les scientifiques étudient le rôle
d’une protéine que possèdent les macrophages, appelée « Mylip ». C’est une protéine dont la
principale fonction est de dégrader le récepteur situé sur la membrane des macrophages qui leur
permet de reconnaître les LDL. Les scientifiques ont constaté qu’une production trop abondante de
LDL
LDL oxydé
Oxydation du LDL
Prolifération
de cellules
endothéliales
Activation du
système
immunitaire
Oxydation du LDL
LDL
Cellule
spumeuse

Génie génétique - 4 -
cette protéine réduit l’ingestion du cholestérol par les macrophages. Cependant, son rôle dans le
cadre de l’athérosclérose n’est pas encore clairement défini.
Compte tenu du fait qu’il a été observé que la
protéine Mylip est liée à la régulation du mauvais
cholestérol, les scientifiques pensent que ce
processus de régulation pourrait constituer une
nouvelle cible pour le traitement de
l’athérosclérose.
Comment pouvons-nous étudier la protéine Mylip impliquée dans la régulation du cholestérol ?
Pour pouvoir étudier cette éventuelle cible thérapeutique, les chercheurs doivent la produire en
laboratoire en grandes quantités. Pour ce faire, ils utilisent une technique de génie génétique
, appelée
« transformation bactérienne », grâce à laquelle ils transfèrent l’ADN d’un organisme à une bactérie
pour que celle-ci produise de grandes quantités d’ADN qu’ils introduisent par la suite dans d’autres
types de cellules pour que ces dernières produisent la cible thérapeutique de l’étude.
À cet effet, ils travaillent à partir d’une forme purifiée du gène produisant la protéine Mylip. Ils
l’unissent à un fragment d’ADN circulaire appelé « plasmide », puis l’introduisent dans des bactéries
pour que ces dernières produisent la réplication du matériel génétique.
Nous vous proposons dans le cadre de ce protocole de jouer le rôle de biotechnologues et de mener
à bien une transformation bactérienne !
 Macrophage
 LDL oxydé
 Oxydation du LDL

Génie génétique - 5 -
Organisation de l’atelier :
1. Nous allons effectuer une transformation de bactéries afin qu’elles contiennent l’ADN
responsable de la production de la protéine Mylip, et qu’elles agissent comme des bioréacteurs,
fabriquant le matériel génétique en grandes quantités.
2. Nous procéderons à la croissance d’une culture de bactéries dans un milieu adéquat nous
permettant de sélectionner les bactéries ayant incorporé le gène.
3. Nous purifierons le matériel génétique comportant le gène responsable de la production de la
protéine Mylip afin qu’il puisse être introduit dans d’autres types de cellules qui produiront la
protéine * .
* Compte tenu du fait que la durée de la croissance des bactéries est d’un jour et demi, la purification sera effectuée à partir
d’une culture de bactéries transformées préalablement préparée par les moniteurs.