Comment concevoir un médicament contre le cancer de la peau

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Comment concevoir un médicament contre le cancer de la peau ?
Activité proposée par le SIB Institut Suisse de Bioinformatique
www.atelier-drug-design.ch
Le mélanome est un cancer de la peau, conséquence de la prolifération anormale de cellules appelées mélanocytes. Les
cellules de la tumeur dérivent toutes d’une cellule ‘initiatrice’ qui a acquis certaines caractéristiques lui permettant de se
diviser indéfiniment, sans contrôle.
40 à 60 % des mélanomes sont la conséquence de mutations dans l'ADN d'un mélanocyte, mutations de novo qui sont
souvent induites par l'exposition au soleil. L’ADN de différents gènes peut être touché, mais dans 90 % des cas, il s'agit
d'une mutation dans l’ADN du gène BRAF. La mutation est appelée V600E.
BRAF est un gène qui code pour la protéine B-Raf, impliquée dans le contrôle de la division des cellules. La mutation V600E
active de façon permanente la protéine B-Raf qui n’est alors plus capable de contrôler la division des cellules.
+ la mutation V600E est spécifique aux cellules cancéreuses
+ la mutation V600E modifie la structure 3D de la protéine B-Raf
= la protéine B-Raf avec la mutation V600E est une cible idéale pour concevoir des médicaments dirigés 'contre' elle, afin de
rétablir le contrôle de la division des cellules
Cet atelier permet de découvrir
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comment la bioinformatique aide à concevoir un médicament qui cible la protéine B-Raf avec la mutation V600E
(technique du ‘docking’)
comment la bioinformatique permet de prédire la ou les protéines cible(s) du médicament
comment la bioinformatique permet de prédire le comportement d’une petite molécule dans le corps humain
Contact: [email protected]
Glossaire
Cancer
Prolifération anormale de cellules (tumeur), due à une division cellulaire incontrôlée.
Cellule
La cellule est la plus petite unité nécessaire à la constitution d’un être vivant. Leur nombre varie d’une espèce à l’autre : une bactérie est
constituée d’une unique cellule, le petit ver C.elegans d’environ 1000 cellules, alors qu’un être humain en contient entre 1 et 10 trillions
(10^12 et 10^13).
ADN
Molécule présente dans toutes les cellules, qui contient l'ensemble des informations nécessaires au développement et au fonctionnement
des organismes. L'ADN est le support de l'information génétique. L'ADN est une succession de nucléotides liés les uns aux autres par des
liaisons chimiques. Il existe quatre nucléotides différents: l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine symbolisés respectivement par les
lettres A, C, G et T. L'ordre des nucléotides dans l'enchaînement est très précis et non-aléatoire: il est le support de l'information
génétique. L'ADN a le plus souvent une structure caractéristique en 'double hélice' composée de deux brins (2 longues molécules) reliés
entre eux grâce au "couplage" des nucléotides "complémentaires": adénine (A) - thymine (T) et guanine (G) - cytosine (C).
Gène
Un gène est un morceau d’ADN. A la manière d’une recette de cuisine, il contient les instructions pour fabriquer entre autre une protéine.
L’ADN humain contient environ 20'000 gènes codant pour des protéines. Un gène peut aussi coder pour des ARN fonctionnels (des ARN qui
possèdent une activité biologique).
Mutation
Une mutation est souvent le résultat d'un endommagement de l'ADN (suite par exemple à l'exposition à des radiations ou à des produits
chimiques 'mutagènes') ou d'une erreur qui s'est produite au moment de la réplication de l'ADN. Une mutation peut se traduire par un
changement, une suppression ou un ajout de nucléotide(s). Si une mutation affecte un gène, elle peut éventuellement provoquer une
altération de la fonction de la protéine correspondante et être à l’origine d’une maladie ou d'un changement d'un phénotype. Les
mutations jouent un rôle important dans divers processus biologiques (évolution, cancer, développement du système immunitaire, ...)
Mutation de novo: mutation apparaissant chez un individu alors qu'aucun des parents ne la possède dans son patrimoine génétique.
Protéine
Une des molécules essentielles à la construction et au fonctionnement des êtres vivants. A l'image d'un collier de perle, une protéine est
composée d'une succession d'acides aminés liés les uns aux autres par des liaisons chimiques. Il existe 20 acides aminés différents. Les
protéines ont des longueurs variables et se replient sur elles-mêmes pour adopter une forme particulière - leur structure tridimensionnelle
3D - qui déterminera leur fonction. Les protéines assurent des tâches aussi variées que la digestion des graisses ou le transport de
l’oxygène. Une protéine est fabriquée à l’intérieur des cellules, à partir de l’information génétique contenue dans un gène.
Docking
Le docking consiste à prédire, grâce à des outils bioinformatiques, la position d'une petite molécule (ligand) dans une protéine cible. Le
docking est utilisé dans le drug design (conception des médicaments): il permet de faire une première sélection in silico des molécules les
plus prometteuses.
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