Dans le profilage chimio-génétique, des perturbations génétiques systématiques sont utilisées pour comprendre la contribution de chaque gène à une réponse médicamenteuse donnée 1,2,3. Ces expériences sont précieuses et peuvent révéler des informations importantes sur les réponses aux médicaments, y compris la cible de liaison du médicament et les mécanismes d’afflux et d’efflux de médicaments. Cependant, comme ces expériences sont généralement réalisées de manière regroupée qui évalue tous les gènes simultanément, il peut être difficile de générer des informations mécanistes à partir de données de profilage chimiogénétique.
Les mécanismes de contrôle et les dépendances génétiques de la mort cellulaire induite par les médicaments ont tendance à être difficiles à résoudre dans les données de profilage chimiogénétique. Il y a plusieurs raisons à ce problème, mais beaucoup d’entre elles découlent de l’impact de la variation de la prolifération cellulaire4. Par exemple, parce que les cellules prolifèrent de manière exponentielle, l’effet d’une perturbation génétique sur le taux de prolifération a un impact plus important sur la taille de la population que la modification des taux de mortalité cellulaire. De plus, parce que cette sensibilité biaisée est exacerbée avec le temps et que ces expériences sont généralement réalisées sur plusieurs semaines, la plupart des études sont optimisées pour être très sensibles aux défauts de prolifération et essentiellement insensibles aux changements dans la mort cellulaire induite par les médicaments. D’autres problèmes liés à la prolifération comprennent la coordination variée entre la prolifération et la mort (p. ex., à quelle vitesse chaque clone se développe-t-il pendant qu’il meurt, et cela varie-t-il entre les perturbations génétiques) et les variations des taux de prolifération pour chaque clone en l’absence de médicament, ce qui modifie le nombre prévu de cellules qui auraient dû ou auraient pu être récupérées si le médicament n’avait pas été efficace. En fin de compte, les expériences de profilage chimio-génétique notent généralement l’impact des perturbations génétiques à l’aide de mesures proportionnelles à la taille relative des populations, en comparant les populations traitées et non traitées. Parce que la taille de la population est le produit à la fois de la croissance cellulaire et des taux de mort cellulaire, du point de vue de la mort cellulaire, la prolifération représente une influence confondante.
Pour remédier à ces problèmes, nous avons créé une méthode d’évaluation de la mort à l’aide d’une approche assistée par simulation (MEDUSA)5. MEDUSA interprète les données relatives sur la taille de la population observée à l’aide de simulations informatiques afin de déduire la combinaison de la croissance et des taux de mortalité induits par les médicaments qui a généré la réponse médicamenteuse observée pour chaque clone génétique. Des données antérieures suggèrent que la méthode peut déduire avec précision comment les perturbations génétiques affectent le taux de mortalité induite par le médicament, mais la précision de cette méthode dépend d’une compréhension détaillée de la façon dont la prolifération cellulaire et la mort cellulaire sont coordonnées par un médicament et comment ces taux varient dans le temps 5,6. De plus, les inférences basées sur MEDUSA nécessitent qu’un médicament soit testé à une dose qui provoque une mort cellulaire importante. Il est important de noter que ces conditions de traitement créent des préoccupations supplémentaires concernant la taille de la population de départ et la durée des essais, qui doivent être soigneusement prises en compte et optimisées. Dans ce protocole, nous décrivons comment mettre en place une étude de profilage chimio-génétique pour l’analyse basée sur MEDUSA et fournissons une utilisation détaillée de cette méthode analytique. L’objectif global de MEDUSA est de déterminer l’impact de chaque délétion de gène sur les taux de croissance et de mortalité induits par les médicaments.