Génome et santé : mutations, maladies multifactorielles, cancers

Complète avec le mot exact.

1. Le gène CFTR code une protéine membranaire qui laisse sortir des ions des cellules.
   Des ions chlorure : la protéine CFTR est un canal ; l’eau suit les ions et fluidifie le mucus.
2. Une maladie due à l’altération d’un seul gène est une maladie .
   Maladie monogénique : un seul gène en cause, même si plusieurs organes sont touchés.
3. Une personne qui porte deux allèles identiques d’un gène est pour ce gène.
   Homozygote : par exemple un patient F508del/F508del.
4. Une mutation qui crée un codon stop prématuré et donne une protéine tronquée est une mutation .
   Une mutation non-sens, comme G542X : la traduction s’arrête trop tôt, aucune protéine fonctionnelle.
5. Apporter un allèle fonctionnel dans les cellules du tissu atteint, c’est la thérapie .
   La thérapie génique agit sur l’ADN des cellules du tissu traité, pas sur les gamètes.
6. En France, la mucoviscidose est recherchée chez tous les nouveau-nés depuis 2002 : c’est le dépistage .
   Le dépistage néonatal, chez tous les nouveau-nés ; le diagnostic est confirmé par le test de la sueur.

À quelle échelle se situe chaque observation ? Écris M (moléculaire), C (cellulaire) ou O (organisme).

1. La protéine F508del est éliminée avant d’atteindre la membrane →
   M : on décrit une molécule, la protéine.
2. Les cellules qui tapissent les bronches ne laissent plus sortir d’ions →
   C : on décrit les échanges d’une cellule.
3. Un enfant fait des infections pulmonaires à répétition →
   O : un symptôme de l’organisme entier.
4. Le mucus à la surface des cellules des bronches est déshydraté →
   C : conséquence directe du défaut de sortie des ions par les cellules.
5. La protéine G551D, présente dans la membrane, s’ouvre très rarement →
   M : on décrit le fonctionnement de la protéine.
6. Le test de la sueur révèle une sueur très salée →
   O : une mesure faite sur le patient, signe de la maladie.

Du génotype au traitement. Complète chaque phrase.

1. Génotype N//G542X (G542X : codon stop prématuré). Nombre d’allèles qui produisent une protéine CFTR fonctionnelle :
   1, l’allèle N : il produit assez de protéine pour que la personne soit saine (porteuse saine).
2. Génotype G551D/G551D. Le modulateur qui corrige le défaut principal de la protéine est un .
   Un potentiateur : la protéine G551D est déjà dans la membrane, il faut augmenter son ouverture.
3. Génotype F508del/F508del. Le modulateur qui aide la protéine à gagner la membrane est un .
   Un correcteur : il aide la protéine F508del à se replier ; un potentiateur l’aide ensuite à s’ouvrir.
4. Apport d’un allèle normal aux cellules de la rétine (gène RPE65) : 13 patients traités sur 21 réussissent un test de déplacement dans la pénombre, soit % (arrondi à l’unité).
   13 ÷ 21 ≈ 0,619, soit 62 %, contre aucun des 10 patients du groupe témoin.
5. Après ce traitement de la rétine, un patient m//m transmet un allèle muté à chacun de ses enfants avec une probabilité de .
   Probabilité 1 : seules les cellules de la rétine ont reçu l’allèle normal ; les cellules qui donnent les gamètes restent m//m.

Complète avec le mot exact.

1. Deux parents sains ont un enfant atteint : l’allèle responsable est .
   Récessif : les parents le portent sans l’exprimer.
2. Dans un arbre généalogique, un rond représente une femme et un représente un homme.
   Un carré ; le symbole est noir si la personne est atteinte.
3. Les deux parents sains d’un enfant atteint de mucoviscidose sont .
   Hétérozygotes N//m : chacun a transmis l’allèle m.
4. Dans un arbre généalogique, chaque génération est numérotée par un chiffre .
   Un chiffre romain : I, II, III…
5. Le calcul du risque d’un futur enfant pour une famille s’appelle le conseil .
   Le conseil génétique, mené par un médecin généticien.

Maladie autosomique récessive (N : allèle normal, m : allèle muté), sauf mention contraire. Donne la probabilité sous forme de fraction.

1. m//m × N//m : probabilité qu’un enfant soit atteint →
   Le parent m//m transmet toujours m ; l’autre transmet m une fois sur deux : $1\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{2}}$.
2. m//m × N//m : probabilité que l’enfant soit un garçon porteur sain →
   Porteur sain N//m : le parent N//m doit transmettre N (${\displaystyle \frac{1}{2}}$) ; garçon : ${\displaystyle \frac{1}{2}}$, indépendant d’un gène autosomique : ${\displaystyle \frac{1}{2}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{4}}$.
3. N//m × N//m : probabilité que leurs deux enfants soient atteints →
   Naissances indépendantes : ${\displaystyle \frac{1}{4}}\times {\displaystyle \frac{1}{4}}={\displaystyle \frac{1}{16}}$.
4. N//m × N//m : probabilité qu’aucun de leurs deux enfants ne soit atteint →
   Chaque enfant n’est pas atteint avec $1-{\displaystyle \frac{1}{4}}={\displaystyle \frac{3}{4}}$ : ${\displaystyle \frac{3}{4}}\times {\displaystyle \frac{3}{4}}={\displaystyle \frac{9}{16}}$.
5. N//m × N//m : probabilité qu’au moins un de leurs deux enfants soit atteint →
   C’est le contraire de « aucun atteint » : $1-{\displaystyle \frac{9}{16}}={\displaystyle \frac{7}{16}}$, et non ${\displaystyle \frac{1}{4}}+{\displaystyle \frac{1}{4}}$.
6. N//m × N//m : probabilité que leurs trois enfants soient tous sains →
   ${\displaystyle \frac{3}{4}}\times {\displaystyle \frac{3}{4}}\times {\displaystyle \frac{3}{4}}={\displaystyle \frac{27}{64}}$, soit moins d’une chance sur deux.
7. m//m × N//m : probabilité que, sur leurs deux enfants, un seul soit atteint →
   Deux façons : atteint puis sain, ou sain puis atteint : $2\times {\displaystyle \frac{1}{2}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{2}}$.
8. Maladie autosomique dominante : un parent atteint hétérozygote et un parent sain ont trois enfants. Probabilité qu’au moins un soit atteint →
   Aucun atteint : ${\displaystyle \frac{1}{2}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{8}}$ ; au moins un : $1-{\displaystyle \frac{1}{8}}={\displaystyle \frac{7}{8}}$.

Mucoviscidose. Dans la population, une personne sur 34 est porteuse saine. Donne une fraction, sauf mention contraire.

1. Lou est saine ; ses parents sont sains et son frère est atteint. Probabilité que Lou soit porteuse →
   Ses parents sont N//m. Lou n’est pas m//m : parmi les trois cas sains (N//N, N//m, m//N), deux sont porteurs : ${\displaystyle \frac{2}{3}}$, et non ${\displaystyle \frac{1}{2}}$.
2. Lou a un enfant avec un homme atteint (m//m). Probabilité que l’enfant soit atteint →
   Lou doit être porteuse (${\displaystyle \frac{2}{3}}$) et transmettre m (${\displaystyle \frac{1}{2}}$) ; le père transmet toujours m : ${\displaystyle \frac{2}{3}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{3}}$.
3. Un homme atteint (m//m) et une femme sans antécédent familial : probabilité que leur enfant soit atteint →
   La femme est porteuse avec ${\displaystyle \frac{1}{34}}$ et transmet alors m avec ${\displaystyle \frac{1}{2}}$ ; l’homme transmet toujours m : ${\displaystyle \frac{1}{34}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}\times 1={\displaystyle \frac{1}{68}}$.
4. Le père de Yanis est atteint ; Yanis est sain. Probabilité que Yanis soit porteur →
   Probabilité 1 : son père m//m lui a forcément transmis m ; sain, Yanis est N//m.
5. Yanis et une femme sans antécédent familial : risque que leur enfant soit atteint, en pourcentage arrondi au centième → %
   Il faut que la femme soit porteuse, puis que l’enfant reçoive m de chacun : $1\times {\displaystyle \frac{1}{34}}\times {\displaystyle \frac{1}{4}}={\displaystyle \frac{1}{136}}$, soit environ 0,74 %.
6. Lou et Yanis ont un enfant ensemble. Probabilité qu’il soit atteint →
   Yanis est porteur certain, Lou porteuse avec ${\displaystyle \frac{2}{3}}$ ; si les deux sont porteurs, l’enfant est atteint avec ${\displaystyle \frac{1}{4}}$ : $1\times {\displaystyle \frac{2}{3}}\times {\displaystyle \frac{1}{4}}={\displaystyle \frac{1}{6}}$.
7. Un test montre que Lou est porteuse. Probabilité que l’enfant de Lou et Yanis soit atteint →
   Deux porteurs certains : ${\displaystyle \frac{1}{2}}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}={\displaystyle \frac{1}{4}}$ ; le test a remplacé ${\displaystyle \frac{2}{3}}$ par 1.

Complète avec le mot exact.

1. Un allèle qui rend une maladie plus probable sans la provoquer à coup sûr est un allèle de .
   Allèle de susceptibilité : il augmente un risque.
2. Des jumeaux issus de deux cellules-œufs, qui partagent en moyenne la moitié de leurs allèles, sont .
   Dizygotes : génétiquement, ils sont comme des frères et sœurs.
3. Des jumeaux issus d’une même cellule-œuf, qui ont le même génotype, sont .
   Monozygotes : même génotype, d’où leur intérêt pour mesurer la part de l’environnement.
4. L’ensemble des allèles d’une personne, qui intervient dans sa santé, est son fond .
   Son fond génétique.
5. Les études qui comparent les génomes de milliers de malades et de témoins sont des études d’.
   Études d’association : elles repèrent les allèles plus fréquents chez les malades.

Écris M (maladie due à un seul gène) ou F (maladie qui dépend de plusieurs gènes et de l’environnement).

1. Diabète de type 2 →
   F : des centaines de régions du génome et le mode de vie.
2. Mucoviscidose →
   M : un seul gène, CFTR.
3. Maladie de Huntington, due à un allèle dominant du gène HTT →
   M : un seul gène, un seul allèle muté suffit.
4. Infarctus du myocarde, favorisé par de nombreux allèles, le tabac et la sédentarité →
   F : allèles de susceptibilité et mode de vie.
5. Phénylcétonurie, due à deux allèles mutés du gène d’une enzyme →
   M : un seul gène ; on contrôle le milieu par un régime pauvre en phénylalanine.
6. Asthme, favorisé par plusieurs allèles, les allergènes, la pollution et le tabac →
   F : plusieurs gènes et l’environnement.
7. Drépanocytose, due à des mutations du gène d’une chaîne de l’hémoglobine →
   M : un seul gène en cause.

Modèle simplifié (valeurs choisies) : sans facteur, le risque est de 5 % ; chaque allèle de risque le multiplie par 1,2 ; la sédentarité par 2.

1. Facteur de multiplication du risque pour une personne portant 2 allèles :
   $1,2\times 1,2=1,44$.
2. Risque d’une personne active portant 3 allèles : %
   $1,2^3=1,728$ ; $5\times 1,728=8,64$ %.
3. Risque d’une personne sédentaire portant 3 allèles : %
   $8,64\times 2=17,28$ % : les facteurs se cumulent.
4. Risque d’une personne sédentaire sans allèle : %
   $5\times 2=10$ % : plus que la personne active à 3 allèles.
5. Nombre minimal d’allèles pour qu’une personne active dépasse le risque d’une personne sédentaire sans allèle :
   $1,2^3=1,728<2$ mais $1,2^4=2,0736>2$ : il faut 4 allèles pour égaler l’effet de la seule sédentarité.

Quel type d’étude ? Écris D (épidémiologie descriptive), C (cohorte) ou T (cas-témoins).

1. On interroge 300 malades d’un cancer de la vessie et 600 personnes comparables non malades sur leur métier passé →
   T : on part des malades et on compare l’exposition passée.
2. On compte chaque année les nouveaux cas de mélanome par département et on en fait une carte →
   D : on décrit la fréquence selon le lieu, sans tester de facteur.
3. On suit pendant dix ans 5 000 fumeurs et 5 000 non-fumeurs et on compte les infarctus →
   C : on part de l’exposition et on suit les gens dans le temps.
4. On mesure l’activité physique de 20 000 adultes sains, puis on note qui devient diabétique →
   C : exposition mesurée d’abord, nouveaux cas comptés ensuite.
5. On cherche si des enfants atteints d’une leucémie habitaient plus souvent près d’une ligne à haute tension que des enfants non malades →
   T : des cas (malades) et des témoins, comparés pour une exposition passée.
6. On compare l’incidence d’un cancer en France en 1990 et en 2020 →
   D : évolution dans le temps d’une fréquence.

Calcule. Fréquences en %, risques relatifs sous forme décimale.

1. 60 cas pour 1 000 exposés, 20 pour 1 000 non-exposés : RR =
   6 % ÷ 2 % = 3.
2. 45 cas sur 1 500 exposés, 30 sur 2 000 non-exposés : RR =
   45 ÷ 1 500 = 3 % ; 30 ÷ 2 000 = 1,5 % ; 3 ÷ 1,5 = 2.
3. 12 cas sur 400 exposés, 36 sur 1 200 non-exposés : RR =
   3 % dans les deux groupes : RR = 1, aucun effet décelé, malgré trois fois plus de cas chez les non-exposés (groupe trois fois plus grand).
4. 18 cas sur 900 exposés, 50 sur 1 000 non-exposés : RR =
   2 % ÷ 5 % = 0,4 : facteur protecteur.
5. 84 cas sur 1 200 personnes : fréquence = %
   84 ÷ 1 200 = 0,07, soit 7 %.
6. RR = 1,5 et fréquence de 4 % chez les non-exposés : fréquence chez les exposés = %
   4 × 1,5 = 6 %.
7. 13 % des exposés sont malades : % des exposés ne le sont pas.
   100 − 13 = 87 % : un facteur de risque ne rend pas la maladie certaine.
8. RR = 0,25 et 3 % de malades chez les exposés : fréquence chez les non-exposés = %
   RR = exposés ÷ non-exposés, donc non-exposés = 3 ÷ 0,25 = 12 % : on divise ; avec RR inférieur à 1, les non-exposés sont les plus touchés.

Café et cancer du poumon (cohorte, valeurs choisies). Non-fumeurs : 4 cas sur 2 000 buveurs de café, 6 sur 3 000 non-buveurs. Fumeurs : 60 cas sur 3 000 buveurs de café, 20 sur 1 000 non-buveurs.

1. Tous groupes confondus, fréquence chez les buveurs de café : %
   (4 + 60) ÷ (2 000 + 3 000) = 64 ÷ 5 000 = 1,28 %.
2. Tous groupes confondus, fréquence chez les non-buveurs : %
   (6 + 20) ÷ (3 000 + 1 000) = 26 ÷ 4 000 = 0,65 %.
3. RR du café, tous groupes confondus (arrondi au dixième) :
   1,28 ÷ 0,65 ≈ 1,97, soit 2,0 : le café semble doubler le risque.
4. RR du café chez les seuls non-fumeurs :
   4 ÷ 2 000 = 0,2 % et 6 ÷ 3 000 = 0,2 % : RR = 1 ; chez les fumeurs aussi, 2 % contre 2 %.
5. Part des fumeurs parmi les buveurs de café : %
   3 000 ÷ 5 000 = 60 %, contre 1 000 ÷ 4 000 = 25 % chez les non-buveurs.
6. Le facteur de confusion qui crée l’association apparente est le .
   Le tabac : lié au café (les buveurs fument plus) et au cancer ; à tabac égal, le café n’a aucun effet.

Complète avec le mot exact.

1. Un cancer naît d’une cellule qui a accumulé plusieurs mutations.
   Une cellule somatique, une cellule du corps : ses mutations ne passent pas aux enfants.
2. Les cellules issues de cette cellule forment un qui prolifère sans contrôle.
   Un clone : toutes portent les mêmes mutations.
3. Des cellules cancéreuses qui essaiment loin de la tumeur forment des .
   Des métastases.
4. Le risque de cancer augmente quand on vieillit, car plusieurs mutations doivent s’ dans une même cellule.
   S’accumuler : cela prend souvent des années.
5. Le virus de l’hépatite B augmente le risque de cancer du .
   Du foie.
6. Un allèle muté de BRCA1 hérité augmente le risque de cancer du sein et de l’.
   De l’ovaire.

Quel type de facteur de risque ? Écris A (agent mutagène), V (infection virale) ou H (prédisposition héritée).

1. Les rayons UV reçus lors de coups de soleil répétés →
   A : ils provoquent des lésions de l’ADN des cellules de la peau.
2. Le benzo[a]pyrène de la fumée de cigarette →
   A : une molécule mutagène.
3. Un papillomavirus transmis lors d’un rapport sexuel →
   V : infection du col de l’utérus, de l’anus ou de la gorge.
4. Un allèle muté de BRCA2 reçu de sa mère →
   H : présent dans toutes les cellules, il augmente le risque.
5. Le virus de l’hépatite B transmis à la naissance →
   V : une infection chronique du foie.
6. Un allèle muté du gène APC reçu de son père (polypose familiale) →
   H : des polypes apparaissent dès l’adolescence.
7. Les rayons X d’examens médicaux très répétés →
   A : un rayonnement ionisant.

Levures en culture exposées à un produit chimique (valeurs choisies) : sans le produit, 3 mutants pour un million de cellules ; avec une dose, 24 ; avec une dose double, 51.

1. Facteur d’augmentation de la fréquence des mutants avec la dose simple :
   24 ÷ 3 = 8.
2. Facteur d’augmentation avec la dose double :
   51 ÷ 3 = 17.
3. Mutants induits par la dose double, en plus des 3 spontanés : pour un million
   51 − 3 = 48.
4. Doubler la dose a multiplié les mutants induits par (arrondi au dixième).
   Dose simple : 24 − 3 = 21 induits ; 48 ÷ 21 ≈ 2,3 : un peu plus du double.
5. Une femme a hérité d’un allèle muté de BRCA1. Nombre de mutations somatiques nécessaires dans une cellule pour qu’il n’y reste aucun allèle fonctionnel :
   1 : il ne reste qu’un allèle fonctionnel à inactiver.
6. Même question pour une femme qui n’a hérité d’aucun allèle muté :
   2 : les deux allèles doivent être touchés dans la même cellule, ce qui est bien plus rare.

Complète avec le mot exact.

1. Un cancer se développe lentement : repérer une lésion permet de la retirer ou de mieux soigner.
   Une lésion précoce : c’est le but du dépistage, chez des personnes sans symptôme.
2. Contre les papillomavirus, la prévention repose d’abord sur la .
   La vaccination, avant l’exposition au virus, puis le dépistage.
3. Le dépistage du cancer colorectal utilise un test qui recherche du sang invisible dans les selles.
   Un test immunologique, fait à domicile.
4. Selon le CIRC, le premier facteur de risque évitable de cancer en France est le .
   Le tabac : 20 % des cancers diagnostiqués en 2015.
5. Un traitement qui détruit les cellules cancéreuses par des rayonnements est la .
   La radiothérapie.

Quel type de mesure ? Écris E (éviter un agent), P (protéger contre un virus), D (dépistage) ou T (traitement).

1. Une mammographie tous les deux ans à partir de 50 ans →
   D : repérer tôt une lésion du sein.
2. Arrêter de fumer →
   E : supprimer un agent mutagène.
3. Le vaccin contre l’hépatite B chez le nourrisson →
   P : prévenir l’infection chronique du foie.
4. Retirer chirurgicalement une tumeur du côlon →
   T : soigner un cancer déclaré.
5. Porter des vêtements couvrants et éviter le soleil de midi →
   E : limiter les UV.
6. Un test HPV tous les cinq ans à 40 ans →
   D : repérer une infection persistante ou une lésion du col.
7. Une chimiothérapie après une opération →
   T : détruire les cellules cancéreuses restantes.

Le calendrier des dépistages organisés en France (voir le tableau du cours). Réponds par un nombre.

1. Dépistage du cancer du sein de 50 à 74 ans, tous les deux ans : nombre de mammographies si chaque invitation est suivie :
   50, 52, …, 74 : (74 − 50) ÷ 2 + 1 = 13 ; on n’oublie pas la première.
2. Une femme née en 1981 reçoit sa première invitation au dépistage du cancer du sein en (à 50 ans).
   1981 + 50 = 2031.
3. Après un test HPV normal à 47 ans, le test suivant a lieu à ans.
   47 + 5 = 52.
4. Un homme de 43 ans sans antécédent fera son premier test de dépistage colorectal organisé dans ans.
   50 − 43 = 7 ans.
5. Une femme fait deux examens du col normaux à 25 et 26 ans : l’examen suivant a lieu à ans.
   Trois ans après le second : 26 + 3 = 29 ans.