Lou FREUDIGER Jean ESNAULT Production de lhormone de croissance
par transgnse
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Lhormone de croissance Aussi appele somatropine Hormone
protique de 191 acides amins secrte par les cellules somatotropes
de la partie antrieure de lhypophyse, qui stimule la croissance et
la reproduction cellulaire chez les humains et les autres vertbrs.
Son insuffisance empche les enfants datteindre une taille
normale.
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Structure de la GH forme globuleuse structure relativement
simple : elle comprend des hlices et des coudes. La structure est
maintenue par des liaisons hydrognes et 2 ponts disulfures
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La transgnse Dfinition: Technique servant introduire un gne
tranger dans le gnome d'un organisme, en vue d'obtenir un organisme
gntiquement modifi. Pour tre russie la transgnse ncessite: - la
pntration du gne dintrt dans la cellule-cible - son intgration dans
le gnome - son aptitude s'exprimer dans la cellule (production
d'une protine)
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La transgnse Mcanisme: Le gne cible, gne permettant la
production dhormone de croissance, ayant t identifi et isol, est
insr dans un plasmide qui est introduit dans la bactrie Escherichia
coli. Les bactries transgniques ainsi obtenues aprs multiplication,
sont places en culture sur un milieu appropri, dans un fermenteur.
Puis les bactries transgniques expriment ce gne et synthtisent de
l'hormone de croissance identique l'hormone de croissance humaine,
que l'on rcupre sans risque en vue des injections.
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Premire tentative Construction dun gne hybride permettant la
bactrie de produire une version presque normale de lhGH mature.
Synthse ADN codant les aa 1 24. Ajout dun triplet ATG en amont du
premier codon. ADN codant les acides amins 25 191 a t obtenu partir
d'ARNm de cellules hypophysaires humaines. Clonage de ces 2
fragments en aval du promoteur lac dans un plasmide. Introduction
de ce plasmide recombinant dans E. coli o il produisait l'hormone
de croissance humaine l'intrieur des cellules. Inconvnients: cette
hGH commenait par une mthionine qui n'tait pas spare du restant du
polypeptide par les enzymes de E. coli. De plus, comme la protine
tait synthtise l'intrieur des cellules, il fallait de nombreuses
tapes pour sparer l'hGH des milliers de protines bactriennes
intracellulaires.
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Seconde tentative Modification de la protine de manire ce
qu'elle soit scrte. Ligation de la squence codante de la protine
hGH la squence signal d'une protine bactrienne scrte. LhGH produite
par les bactries tait scrte dans l'espace priplasmique avec
limination concomitante du signal peptidique par une protase
bactrienne. Libration de la protine par choc hypotonique. L'hGH
produite de cette manire ne contient pas de mthionine initiatrice
puisqu'une protase priplasmique a coup la squence signal.
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La transgnse- Bilan 1. L'ARNm codant lhGH est isol de
lorganisme donneur. L'ARNm permet la synthse de l'ADNc
(complmentaire) qui sera utilis pour le clonage. En effet, l'ADN
gnomique eucaryote n'est pas utilisable dans un systme bactrien car
les bactries ne possdent pas la machinerie d'pissage des ARNm
eucaryotes. 2. LADNc amplifi par PCR est insr dans un vecteur :
plasmide bactrien. Coupure par des enzymes de restriction et
ligation de l'ADNc dans le plasmide l'aide d'une ligase. 3.
Introduction du plasmide recombinant dans une bactrie par
transformation. 4. Les bactries se multiplient et sont mises en
culture. 5. Obtention dhGH.
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Lorganisme donneur Le fragment dADN de dpart est un fragment
d'ADN humain contenant le gne de l'hormone de croissance.
Lorganisme donneur est donc une cellule hypophysaire humaine. Le
gne impliqu dans la biosynthse de hGH est situ sur le bras long du
chromosome 17
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LOGM - Prsentation Lorganisme gntiquement modifi, dans le but
de produire de lhormone de croissance en grande quantit, est la
bactrie Escherichia coli, de la famille des Enterobacteriaceae. Les
bactries se prtent particulirement aux expriences de transgnse car
il est techniquement facile de leur faire intgrer des plasmides,
petites molcules dADN circulaire que de nombreuses bactries
contiennent naturellement.
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LOGM- Intrts de son utilisation Comme on peut cultiver des
cellules bactriennes en masse faible cot, les bactries incorporant
des gnes recombinants peuvent synthtiser de grandes quantits des
protines codes par ces gnes. Cette mthode de fabrication de
lhormone de croissance est beaucoup plus productive et plus sre que
lancienne. En effet, lHG tait extraite dhypophyses de cadavres.
1.500 hypophyses taient ncessaires la fabrication dun lot dhormone.
Et des cas de contamination par le prion responsable de la maladie
de Creutzfeld-Jacob ont t recenss.
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Avantages par rapport la GH extractive: Facilit dobtention
Diminution du cot (mme si il reste important) Diminution de
limmunognicit Absence de risque infectieux
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Opinion publique Cet OGM a bien meilleure rputation que
certains de ses confrres. En effet, ayant un impact favorable sur
la sant, cet OGM ne fait pas lobjet de critiques particulires.
Laugmentation de la production de lhormone de croissance a engendr
un usage abusif de cette hormone des fins de dopages, afin
daugmenter le volume musculaire.
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Opinion du CHMP Le comit des mdicaments usage humain (CHMP) a
finalis en mai 2011, la premire tape de rvaluation du risque des
spcialits contenant de lhormone de croissance recombinante. Le CHMP
a confirm que la balance bnfice-risque de ces mdicaments restait
positive dans les indications et les doses approuves dans les
autorisations de mise sur le march. LAfssaps recommande aux
prescripteurs de respecter strictement les indications et de ne pas
dpasser la dose maximale recommande pour chaque indication.
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Conclusion Lutilisation dhGH synthtique a t gnralise en France
partir de 1988, aprs que la mthode dextraction de lhormone sur des
hypophyses de cadavres ce soit avre dangereuse. Actuellement, les
industries biotechnologiques produisent lhormone de croissance par
gnie gntique. Cest la bactrie Escherichia coli qui est capable de
produire cette hormone. Une seule cuve contenant 500 litres produit
la mme quantit dhormone de croissance que 35 000 hypophyses
humaines. Lutilisation dun OGM est donc plus sre et diminue le cot
ainsi que le temps de fabrication de lhGH.
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Bibliographie/Webographie Biologie, Raven, De boeck.1279 pages
Microbiologie, De Boeck, 1088 pages http://www.futura-
sciences.com/fr/doc/t/medecine1/d/hormone-de-
croissance_1042/c3/221/p4/
http://ansm.sante.fr/S-informer/Informations-de-securite-
Lettres-aux-professionnels-de-sante/Hormone-de-Croissance-
recombinante-somatropine-recombinante-actualisation-des-
donnees-sur-le-rapport-benefice-risque-Lettre-aux-
professionnels-de-sante/%28language%29/fre-FR
http://www.repere-medical.com/article-112.html