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Thème Le corps humain et la santé

Publié le 21 oct. 2022

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Le  vendredi 21 octobre 2022

Comparaison d’un ADN prélevé dans une tumeur de l’oropharynx avec celui de gènes de différentes espèces d’HPV

Présentation d’une démarche permettant d’intégrer dans une séquence de comparaison de gènes : l’origine virale de cancer (programme de première spécialité), la vaccination, l’éducation à la sexualité et éventuellement une discussion sur recherche fondamentale et appliquée

  • Utilisation des fonctionnalités de geniegen2 ou d’anagène2 pour obtenir le tableau de comparaison de l’ADN prélevé dans la tumeur de l’oropharynx d’un individu avec celui de différentes espèces d’HPV.

    Niveau

    Première spécialité

     

    Compétences

    Connaissances

    Des modifications du génome des cellules somatiques surviennent au cours de la vie individuelle par mutations spontanées ou induites par un agent mutagène ou certaines infections virales. Elles peuvent donner naissance à une lignée cellulaire dont la prolifération incontrôlée est à l’origine de cancers.

    On connaît, de plus, des facteurs génétiques hérités qui modifient la susceptibilité des individus à différents types de cancers. La connaissance des causes d’apparition d’un type de cancers permet d’envisager des mesures de protection (évitement des agents mutagènes, surveillance régulière en fonction de l’âge, vaccination), de traitements (médicaments, thérapie génique par exemple) et de guérison
    Notions fondamentales : mutations, cancérisation, facteurs de risques.

     

    Capacités

    Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution.
    Interpréter des résultats et en tirer des conclusions
    Recenser, extraire, organiser et exploiter des informations à partir de documents en citant ses sources, à des fins de connaissance et pas seulement d’information.
    Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données.
    Utiliser des outils numériques.
    Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé ou de l’environnement en prenant en compte des arguments scientifiques.

     

    Problématique

    Utilisation d’un article de presse tiré du site Allodocteur (voir le lien dans les ressources).

    « Il y a 3 ans, à l'âge de 65 ans, un cancer de la gorge était diagnostiqué à Michael Douglas, qui subit alors chimiothérapie et radiothérapie pour se soigner. Dans le quotidien The Guardian, il déclare que ce cancer ne s'explique pas par sa consommation d'alcool ou son tabagisme, les facteurs de risque habituels des cancers ORL, mais par une infection sexuellement transmissible (IST).

    "Sans entrer dans le détail, ce cancer très spécifique est causé par le virus du papillome humain (HPV) et provient d’une pratique sexuelle", déclare-t-il. »

     

    Une ouverture à la discussion : éducation sexuelle, égalité Homme-femme, vaccination

    La phase dialoguée qui suit la lecture de cette information amène aux sujets de l’éducation à la sexualité (moyens de protection) et à celui de la vaccination.
    Un document complémentaire sur la vaccination contre l’HPV en Australie (voir en ressource en bas de page) peut aider à enrichir la discussion sur ces deux sujets ; La vaccination des filles et des garçons de 12-13 ans y est en effet recommandée et d’après une étude de chercheurs australiens, l'Australie peut à son échelle espérer éradiquer le cancer du col de l'utérus d'ici à 2028. Cela permet de montrer aux garçons qu’ils sont aussi concernés par cette vaccination.
    Par ailleurs on peut profiter de l’occasion pour signaler qu’il n’y a pas d’augmentation de sclérose en plaque en Australie, et donc qu’il n’y a pas de relation de causalité entre la vaccination et cette maladie comme des rumeurs peuvent le laisser entendre.

    Recentrage sur le sujet à traiter

    On peut ensuite recentrer la discussion sur la question suivante :

    Comment les chercheurs font-ils pour déterminer si un cancer provient d’une mutation liée au tabac, à l’alcool ou à un virus ?

    Les élèves peuvent proposer d’identifier des gènes viraux dans les cellules prélevées dans la tumeur.

    Le document suivant peut aider à amener les élèves à cette idée. Il s’agit d’un extrait de la thèse de Grégoire LE BRAS

     

    " Les papillomavirus humains (HPV) à haut risque sont des virus oncogènes responsables de la quasi-totalité des cancers du col de l’utérus et également d’autres cancers de la sphère anogénitale. Ils sont de plus retrouvés dans 20 à 50% des cancers de l’oropharynx, (...) les cellules infectées sont immortelles. "

    On dénombre 100 virus humains. On a réalisé leur arbre phylogénétique (voir dans les ressources complémentaires en bas de page). Un minimum de 43 à 60% d’identité de séquence permet de distinguer un genre, entre 60 à 70% une espèce, entre 71 à 89% un type, entre 90 à 98% un sous-type. Enfin moins de 2% de différences distinguent les variants."

    Etude du rôle des Papillomavirus Humains (HPV) dans la régulation du phénotype invasif des cellules tumorales par Grégoire Le Bras (lien dans ressources en bas de page)

     

    Description de l’activité :

     

    L’activité consiste à utiliser geniegen2 ou anagene2 pour comparer une séquence d'ADN prélevée sur une tumeur cancéreuse de l'oropharynx d'un individu à celles de séquences de gènes de différentes espèces d’HPV. La ressemblance des séquences étant une signature de la proximité des espèces, et donc ici une signature de la présence du virus dans la tumeur.

     

    Place de l’activité dans la progression du cours

    En articulant la partie du programme « altération du génome et cancérisation du thème Corps humaine et santé avec celle de « Mutation de l’ADN et variabilité génétique » et « la réplication de l’ADN » du thème La Terre, la vie et l’organisation du vivant, on peut utiliser les problèmes de santé comme des problématiques motivantes.

     

    Discussion sur la démarche proposée : Recherche fondamentale vs recherche appliquée (médicale).

    Avant tout, la démarche « médicale » est artificielle puisque toutes les séquences d’ADN du fichier .edi proviennent de gènes de différentes espèces d’HPV, récupérés sur NCBI. Il n’y a donc pas de véritable gène prélevé sur la tumeur oropharyngée d’un individu.

    Par ailleurs, sur le plan médical, la reconnaissance de l'intervention virale sur ces cancers se fait par des signatures moléculaires (protéine p16 hyperexprimée et pRb en chute). La comparaison des similitudes entre les génomes des différentes espèces d’HPV s’inscrit plutôt dans une démarche de recherche fondamentale pour constituer leur arbre phylogénétique (voir exemple ci-dessous, tiré de la thèse de Grégoire Le Bras).
    La démarche pédagogique proposée correspond donc plus à une démarche fondamentale qu’à une réelle démarche médicale.

     

    phylogenie HPV

     

    Selon le niveau de la classe cela peut amener à une discussion sur l’intérêt de la recherche fondamentale. Elle est en effet parfois remise en question en étant opposée à la recherche appliquée qui a une vision utilitaire à plus court terme.
    La recherche fondamentale fournit des connaissances scientifiques qui peuvent, ou non, être à plus long terme, à l’origine de découvertes importantes en médecine.

     

    Ressources complémentaires

    Dans l’onglet document : Fichier .edi sous la forme zippée (é extraire après avoir téléchargé).

    Lien vers la Thèse de Grégoire Le Bras GED00001076.pdf (univ-reims.fr)

    Lien vers l’article du site allodocteurs : Michael Douglas : son cancer de la gorge expliqué par une IST ? - AlloDocteurs

    Lien vers l’article Cancer du col de l'utérus : bientôt une maladie rare en Australie, selon des estimations Cancer du col de l'utérus : bientôt une maladie rare en Australie, selon des estimations | Le Quotidien du Médecin (lequotidiendumedecin.fr)

     

    Auteur Yann Maillard

    Adresse électronique : prénom.nom@ac-aix-marseille.fr