B2 Les maladies génétiques

Au fil des générations, les mutations sont à l’origine de l’apparition de nouveaux allèles, source de diversité dans l’espèce. Cependant, certains allèles peuvent être à l’origine de maladies génétiques.

Objectif : On cherche à présenter dans une planche BD (12 cases) les causes et les conséquences d’une maladie génétique.

Outil : https://www.birdsdessines.fr/editeur/

 

Séance 1

A – Les conséquences phénotypiques

Lorsqu’un couple donne naissance à un enfant atteint d’une maladie génétique, il est informé sur l’origine de cette maladie. Certaines maladies génétiques peuvent être très handicapantes.

1) Recherchez les manifestations phénotypiques de la maladie à l’échelle macroscopique, cellulaire et protéique.

 

 

B – L’origine génétique

Dans une maladie génétique, une déficience génétique est à l’origine de l’ensemble des manifestations phénotypiques de la maladie (symptômes).

Le logiciel Anagène permet de comparer les séquences nucléotidiques des différents allèles d’un gène afin de déterminer la mutation qui a eu lieu.

2) Identifiez la mutation à l’origine de cette maladie, ainsi que la conséquence de cette mutation sur la séquence d’acides aminés de la protéine produite à partir du gène muté.

 

C – Les traitements

Les parents d’un enfant diagnostiqué malade vont être informés sur les traitements envisageables et les soins à apporter à leur enfant.

3) Expliquez comment la maladie peut être prise en charge.

 

Séance 2

D – Le calcul du risque génétique

Si ce couple souhaite avoir un autre enfant, la question qu’il soit lui aussi malade se pose. Il va alors suivre une consultation de conseil génétique. On commence par étudier les arbres généalogiques familiaux afin d’identifier s’il existe un risque pour le couple d’avoir un enfant malade. Un risque familial relatif de 50 signifie qu’on a 50 fois plus de risque d’être atteint par la maladie qu’une personne lambda quand on a un frère ou une sœur malade.

4) Calculez quel est le risque pour ce couple d’avoir un autre enfant atteint de la même maladie génétique.

 

E – Le dépistage génétique

Lorsque le risque génétique existe, on peut recourir à un dépistage génétique chez les membres de la famille.

L’électrophorèse est une technique de dépistage d’une maladie génétique. Elle consiste à découper l’ADN de l’individu puis à déposer les fragments sur un gel soumis à un courant électrique. Les fragments d’ADN migrent alors dans le gel en fonction de leur taille (plus ils sont petits plus ils vont loin).

Protocole expérimental :

 

 

5) Réalisez l’électrophorèse proposée. Interprétez les résultats.

 

 

F – Le diagnostic préimplantatoire

Le DPI est encadré très strictement par la loi de bioéthique. Il est uniquement autorisé si un couple a un risque élevé (25 à 50 %) de transmettre une maladie grave et incurable à sa descendance.

On prélève une cellule d’embryon obtenu par FIV afni de réaliser un dépistage génétique de la maladie. Seuls les embryons non porteurs des mutations recherchées seront réimplantés dans l’utérus maternel.

6) Expliquez si le Diagnostic Pré Implantatoire est possible pour cette maladie génétique.

 

MALADIES ETUDIEES

 

La mucoviscidose

Vainqueur de la Star Academy en 2004, Grégory Lemarchal s’est battu durant toute sa carrière pour faire oublier dans les médias sa maladie et exercer son métier d’artiste normalement. 

La mucoviscidose, maladie des mucus visqueux, est une maladie génétique grave qui touche 7200 personnes en France. 1 enfant sur 4940 par an nait avec cette maladie. Dans la population générale, la fréquence d’hétérozygotie, c’est-à-dire d’individus sains porteurs de l’allèle malade, est de 1/25.

Elle provoque, entre autres, de graves lésions pulmonaires. L’espérance de vie, qui était de 5 ans dans les années 60, atteint aujourd’hui 50 ans. Elle est qualifiée de monogénique car cette pathologie ne touche qu’un seul gène.

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Mucoviscidose

Vaincre la mucoviscidose : https://www.vaincrelamuco.org

Inserm : https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/mucoviscidose

 

La protéine CFTR est implantée dans la membrane plasmique des cellules sécrétrices de mucus. Elle permet la sortie des ions chlorure Cl- , ce qui est nécessaire à la production d’un mucus fluide.

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de la protéine CFTR :

Individu sain = CFTRnormal.adn

Individu malade = CFTRmuté.adn

 

La phénylcétonurie

La phélylcétonurie est une maladie génétique qui touche un nouveau né sur 17000. Aujourd’hui cette maladie est systématiquement dépistée à la naissance.

Sans traitement, elle provoque un retard mental important. De plus, les malades ont la peau et les cheveux très clairs. On prescrit aux enfants atteints un régime alimentaire particulier qui vise à empêcher le développement de la maladie.

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Phénylcétonurie

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de l’enzyme "phénylalanine péroxydase" qui catalyse la conversion de la phénylalanine en tyrosine :

Individu sain = phenorm.cod

Individu malade = phe11.cod

 

La porphyrie érythropoïétique congénitale

Mythe ou réalité ? Le vampire laisse un souvenir d’épouvante dans l’imaginaire populaire. En 1911, un chercheur, H. Günther, décrit pour la première fois la porphyrie érythropoïétique congénitale (CPE), maladie dont les symptômes correspondent étrangement à ceux des vampires. Cette maladie monogénique rare touche environ 1 personne sur 1100.

Vampire

Patient souffrant de CPE

Sort seulement la nuit

Photosensibilité qui provoque cloques et pustules douloureuses

Blancheur cadavérique

Pâleur cadavérique

Canines très développées

Déformation des dents (canines proéminentes) et coloration rouge des dents (et des os)

Boit le sang de ses victimes

Anémie (manque d’hémoglobine)

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Porphyrie

Centre Français des Porphyries : https://www.porphyrie.net/

 

L’hémoglobine est une protéine du sang formée de quatre chaînes d’acides aminés associées à quatre hèmes qui fixent le dioxygène. La synthèse de l’hème se réalise à partir de porphyrines, pigments rouges, selon une suite de réactions catalysées entre autres par l’enzyme UROS. En cas de concentration élevée, les porphyrines provoquent la destruction de la peau à la lumière.

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de l’enzyme UROS :

Individu sain = Uros.adn

Individu malade = UrosPorphyrie.adn

 

Xéroderma pigmentosum 

La xérodermie pigmentaire est une maladie héréditaire rare : 1 naissance sur 1 million en France. Les enfants atteints sont anormalement sensibles aux ultraviolets (UV) et notamment ceux de la lumière solaire. Ils sont sujets à des graves brûlures et des lésions cutanées (dessèchement, atrophie du derme) qui évoluent fréquemment en cancers de la peau. Ainsi, ces enfants ne sortent que la nuit ou protégés par des combinaisons : on les appelle les enfants de la Lune.

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Xeroderma_pigmentosum

Allo Docteurs : https://www.allodocteurs.fr/maladies/genetique/maladie-genetique/on-les-appelle-les-enfants-de-la-lune_158.html

Association pour le Xeroderma Pigmentosum : https://enfantsdelalune.org/

 

Lors d’une exposition aux UV du Soleil, l’ADN situé dans les cellules de la peau peut subir des altérations à l’origine de mutations. Elles peuvent entraîner la mort des cellules ou leur multiplication anormale conduisant à l’apparition d’un cancer. Or, dans le noyau de nos cellules, se trouve l’enzyme ERCC3 capable de réparer l’ADN endommagé par les UV.

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de l’enzyme ERCC3 qui répare l’ADN endommagé par les UV :

Individu sain = AlleleXpcNorm.adn

Individu malade = AlleleXpc1.adn

 

La myopathie de Duchenne

La myopathie de Duchenne, ou dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), est une maladie génétique qui affecte principalement les garçons avec une incidence de 1/4000.

Elle se manifeste par la dégénérescence progressive de l’ensemble des muscles de l’organisme.

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Myopathie_de_Duchenne

Inserm : https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/myopathie-de-duchenne

Téléthon : https://www.afm-telethon.fr/dystrophie-musculaire-duchenne-1251

 

Elle est causée par un allèle muté du gène DMD situé sur le chromosome X. Cet allèle produit une protéine, la dystrophine, non fonctionnelle. La dystrophine est une protéine impliquée dans le soutien des fibres musculaires.

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de la dystrophine :

Individu sain =

Individu malade =

 

La dépanocytose

La drépanocytose, ou anémie falciforme, est une maladie génétique particulièrement fréquente dans les populations d’origine antillaise, africaine, indienne et méditerranéenne. En France, il y a 1 cas de drépanocytose pour 3000 naissances.

Elle provoque un essoufflement, une fatigue excessive, une sensation de faiblesse, une pâleur, des douloureuses crises abdominales ou dans les membres, un risque d’infections accru…

 

Sites internet :

Inserm : https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/drepanocytose

Allo Docteurs : https://www.allodocteurs.fr/maladies/sang/la-drepanocytose-une-maladie-des-globules-rouges_11438.html

 

Elle est causée par une anomalie de la chaîne beta de l’hémoglobine. Cette protéine est indispensable aux globules rouges pour transporter le dioxygène.

Comparaison avec le logiciel Anagène :

Séquence nucléotidique de la béta-globine :

Individu sain = AlleleBetaA.adn

Individu malade = AlleleBetaS.adn

 

L’hypertrichose acromégaloïde

Mythe ou réalité ? Le loup-garou est un humain qui se transforme en loup lors de la pleine lune. L’hypertrichose acromégaloïde est une maladie génétique rare qui se traduit par une pilosité excessive et l'épaississement des mains et des traits. La viabilité du sujet est normale. Divers traitements hormonaux peuvent atténuer sa manifestation.

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypertrichose

 

Le vitiligo

Le chanteur Michael Jackson a changé de couleur de peau au cours de sa carrière, passant de noir à blanc et suscitant de nombreuses rumeurs. Il souffrait en fait de Vitiligo.

Le vitiligo, aussi appelé leucodermie ou achromie, est une maladie chronique de l'épiderme, potentiellement d’origine génétique. Elle se caractérise par des taches blanches (dépigmentation) sur la peau, de dimension, d'aspect et de localisation variables, qui tendent à s'agrandir. Cette maladie auto-immune survient lorsque les cellules portant les pigments meurent ou sont incapables de fonctionner normalement.

 

Sites internet :

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitiligo

Inserm : https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/vitiligo

Association Française du Vitiligo : https://www.afvitiligo.com/