Champs d'applications actuels en génomique - Cancer, évolution, généalogie Eric Durand Mars 2017 - Rotary Club
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
Champs d’applications actuels en
génomique
Cancer, évolution, généalogie
Eric Durand
Mars 2017
Mon parcours
2
Mon parcours
2003 - 2009
• Diplôme d’ingénieur informatique et
maths appliquées
• En parallèle, Master 2 Modélisation
en Biologie
• Thèse génétique des populations
• Comprendre l’évolution des
espèces à partir de génomes
contemporain (horloge
moléculaire)
• Découverte des méthodes
d’intelligence artificielle
3
Mon parcours
2009 – 2011
Post doctorant en génétique des populations
• Poursuite de mon intérêt pour l’évolution
• Membre de l’équipe qui séquence le premier génome
complet de l’homme de Neandertal et de l’homme de
Denisova
4
Mon parcours
2011 – 2015
Bio-informaticien / biostatisticien (“Computational Biologist”)
• Service d’analyse génétique pour le grand public
• Leader mondial : ~ 1,5M de génomes analysés
• 60 employés en 2011, ~ 400 (?) aujourd’hui
• Chercheur principal pour les produits “généalogie et origines”
5
Mon parcours
2015 –
Bio-informaticien en oncologie
NIBR : institut de recherche séparé du
groupe Pharma
• 6000 scientifiques sur 7 sites
• Oncologie : des études précliniques
jusqu’au essais de Phase I/II
6
Mon parcours
7
La bio-informatique en quelques mots
8
Avant ...
9
Maintenant
10Rôle du bio-informaticien
• Stocker et organiser un véritable raz-de-marée de
données
– En 2025, entre 100 million et 2 milliard de génomes
auront été séquencés : 2-40 exaoctets (1 exaoctet =
1018 octets)
– YouTube + Twitter en 2025 : environ 2 exaoctets
• Visualiser et analyser les données
– Extraire le signal de données biologiques, par nature
complexes et non binaires
• Communiquer les résultats
11Réduire le taux d’attrition dans le
développement de nouvelles thérapies
12Vignette 1 :
Oncologie
13Oncologie à NIBR
Clinical
Preclinical Proof of
Target discovery development
safety and concept and Registration
and drug design (phases II and
efficacy phase I
III)
NIBR Oncology
14Les grands traits du cancer
Evasion des processus de contrôles cellulaires par accumulation de mutations
Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144
15Redéfinition moléculaire des types de
cancer guidée par la bio-informatique
The Cancer Genome Atlas Pan-Cancer analysis project, Nature 2013
16La cellule redéfinie comme un « circuit
intégré »
Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144
17Thérapies ciblées sur un mécanisme
génétique
18Arsenal de nouvelle génération
Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144
19Personnaliser le traitement du cancer
20Vignette 2 :
Origines et
généalogie
2123andMe
• Un service permettant aux clients d’avoir
accès a leurs données génétiques
2223
Une plateforme de recherche
collaborative
24Hérédité au long des générations
Variation génétique
• Nous sommes presque 100%
identiques, mais des erreurs lors
de la réplication de l’ADN créent
des variations.
• Au fil des générations, de telles
variations peuvent devenir plus
fréquentes.
• Les peuples géographiquement
proches sont plus proches
génétiquement (isolation par la
distance)
• Variation et recombinaison sont
responsables des différences
entre individusDétecter l’origine géographique
• Des différences faibles mais
systématiques existent entre les
peuples éloignés
• Variation + recombinaison
obscurcissent ces différences au
cours de plusieurs générations de
mixage
Great-Grandparents
• Méthodes statistiques dites de
“Machine Learning” (IA) peuvent Grandparents
reconstruire ces différences Parents
Marco Emilia
28Origine géographique
Exemple d’un client Africain-Américain
29Origine géographique
30Vignette 3 :
Evolution
31La génomique apporte des réponses
aux grandes questions de nos origines
• Confirmation des origines Africaines de
notre espèce
• Modèle de “sortie d’Afrique” il y a
100 000 ans validé par les
données génétiques
• Il n’y a aujourd’hui qu’une seule
espèce humaine
• De nombreuses autres espèces nous
ont précédés, avec lesquelles nous
avons cohabité pendant des dizaines
de milliers d’années src : Stanford news
• Homo Erectus
• Neandertal
• Quelles ont été nos interactions avec
ces autres espèces ?
32Neandertal : fossiles et ADN
• L’homme de Neandertal est en Eurasie dès 600-300
ka
• Il disparait de la chronique de fossiles 30-20 ka
• Il cohabite avec Sapiens (nous ...) ~ 20 ka
• Son génome est séquencé en 2010Du Neandertal en nous
• En 2010, le génome complet de Neandertal est séquencé, permettant de
répondre à des questions impossibles à poser jusqu’alors.
• Nous savons depuis 2010 que l’homme de Neandertal est plus qu’une
espèce séparée : leur ADN survit en nous.
• 1 – 4% de l’ADN des hommes modernes hors d’Afrique est d’origine
Neandertal.
Homme moderne Neandertal
Arcade plus haute Epaisse arcade sourcilière
Epaules plus étroites Crane plus volumineux,
Légèrement plus grand allongé
Plus fort, bien adapte au
froidQuand et où?
Homo Sapiens se répand
dans le monde, avec lui
l’ADN de Neandertal
!
Mixage avec Neandertal
37,000 - 86,000 ans BC
Sortie d’Afrique
< 100,000 years BCVue d’ensemble de l’évolution
humaine récenteConclusions et perspectives • Depuis le début des années 2000s, la biologie connait une révolution sans précédent dans l’histoire de la science • Ces avancées redéfinissent notre compréhension – Des maladies, notamment du cancer – De notre identité – De nos origines
BACKUP Business Use Only 38
Qu’est ce que le cancer?
- a wide range of closely related diseases -
• Division et croissance incontrollees de cellules
• Les vieilles cellules endommagees survivent au lieu de mourir,
de nouvelles cellules se forment quand elles ne sont pas
requises
• old or damaged cells survive when they should die, new cells
form when they are not needed -> tumors
• cancerous tumors are malignant, potentially spreading into
surrounding tissues through blood or lymph system
• tumor cells are less specialized, and:
– able to ignore signals to stop dividing or to begin apoptosis
– can influence nearby normal cells to form blood vessels for supply with
oxygen and nutrients and remove waste products
– evade the immune system
39Cancer Driver Genes
Oncogenes
Source: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/Oncogenes_illustration.jpg/1920px-Oncogenes_illustration.jpg
40Cancer Driver Genes
Tumor supressor genes
repressive effect on the regulation oft
the cell cycle and/or promote
apoptosis
Coupling cell cycle to DNA damage →
damaged DNA, no cell division
DNA repair proteins: decreased DNA
repair leads to increased mutation rate
Source:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Cancer_requires_multiple_mutations_from_NIHen.png
41 Business Use OnlyCopy Number Variation
structural alteration of DNA
normally two copies of a gene (one
gene per chromosome set)
non-homologous recombination or
errors in DNA replication
potential gene deletion / gene
duplication
Source:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Gene-
duplication.png
42 Business Use OnlyVous pouvez aussi lire
