Une méthode de dépistage pour l’identification des médicaments favorisant l’hétérochromatine à l’aide de Drosophila
Summary
Drosophila est un modèle expérimental largement utilisé adapté aux médicaments de dépistage avec des applications potentielles pour la thérapie contre le cancer. Ici, nous décrivons l’utilisation des phénotypes variés de couleur d’oeil de Drosophila comme méthode pour le criblage des composés de petites molécules qui favorisent la formation d’hétérochromatine.
Abstract
Drosophila est un excellent organisme modèle qui peut être utilisé pour dépister les composés qui pourraient être utiles pour la thérapie contre le cancer. La méthode décrite ici est une méthode in vivo rentable pour identifier les composés heterochromatin-promotion en utilisant Drosophila. La souche DX1 de la Drosophila, ayant un phénotype de couleur œil varié qui reflète les étendues de la formation d’hétérochromatine, fournissant ainsi un outil pour un écran de drogue hétérochromatine-promotion. Dans cette méthode de criblage, la variété des yeux est quantifiée en fonction de la surface de la pigmentation rouge occupant des parties de l’œil et est notée sur une échelle de 1 à 5. La méthode de dépistage est simple et sensible et permet de tester les composés in vivo. Le dépistage des drogues utilisant cette méthode fournit un moyen rapide et peu coûteux pour identifier les médicaments hétérochromatine-promotion qui pourraient avoir des effets bénéfiques dans la thérapeutique de cancer. L’identification des composés qui favorisent la formation de l’hétérochromatine pourrait également mener à la découverte des mécanismes épigénétiques du développement du cancer.
Introduction
L’hétérochromatine est une forme condensée de l’ADN qui joue un rôle central dans l’expression des gènes, dans la régulation de la ségrégation chromosomique pendant la division cellulaire, et dans la protection contre l’instabilité du génome1. L’hétérochromatine a été considérée comme un régulateur de la répression génétique et pour protéger l’intégrité des chromosomes pendant la mitose cellulaire2,3. Il est associé à la di- et tri-méthylation de l’histone H3 lysine 9 (H3K9me) lors de l’engagement de lignée4,5. En outre, le recrutement de protéines hétérochromatines 1 (HP1) protéines de chromodomaine est également considéré comme associé à l’hétérochromatine et la répression épigénétique de l’expression génique6. Ces protéines sont des composants essentiels et des marqueurs de formation d’hétérochromatine.
Puisque l’instabilité génomique permet aux cellules d’acquérir des altérations génétiques qui favorisent la carcinogenèse, l’hétérochromatine est de plus en plus reconnue dans le développement du cancer et peut être ciblée pour le traitement du cancer7,8. À l’heure actuelle, il n’existe aucun médicament bien établi pour aider la formation d’hétérochromatine. Ici, nous présentons une méthode simple et rapide mais efficace pour le criblage des composés à petites molécules qui favorisent la formation d’hétérochromatine. Le dépistage se fait en traitant Drosophila avec une bibliothèque de médicaments à petites molécules. Cette méthode tire parti d’un phénotype de couleur œil panaché dans la souche DX1Drosophila qui est influencée par les niveaux d’hétérochromatine. Les mouches DX1 contiennent un tableau tandem de sept transgènes P[lac-w], qui ont l’expression/dépression variée selon l’hétérochromatinisation, par conséquent, l’étendue de la variété dans la couleur des yeux reflètent le niveau d’hétérochromatine. Plus précisément, l’augmentation de l’hétérochromatine pourrait être détectée par la proportion croissante de couleur des yeux panachées (oeil blanc). Au contraire, la diminution de l’hétérochromatine serait détectée par la proportion croissante de l’expression transgénique P[lac-w] (œil rouge)9,10,11,12.
Par conséquent, nous profitons de ce système transgène Drosophila qui produit un phénotype de couleur œil panachée puisque son expression est directement corrélée à la quantité d’hétérochromatine présente. Lors de la découverte de composés qui sont soupçonnés de favoriser la formation d’hétérochromatine, nous pouvons confirmer ce soupçon en utilisant d’autres méthodes telles que la tache occidentale. Ces substances hétérochromatine-promotion peuvent être développées plus loin pour des essais cliniques chez les patients à l’avenir.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’hétérochromatine est une forme condensée d’ADN qui joue un rôle central dans la régulation de l’expression des gènes. Il est de plus en plus reconnu dans le cancer et peut servir de cible potentielle pour la thérapie contre le cancer15,16,17,18. Les composés à petites molécules sont couramment utilisés dans le développement de médicaments en raison des avantages dans la fab…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions J. Birchler, E. Bach et le Bloomington Drosophila Stock Center pour diverses souches Drosophila; le Programme de thérapeutique du développement du National Cancer Institute (NCI) pour la bibliothèque de médicaments à petites molécules oncologie; Étudiants de premier cycle de l’UCSD, y compris Amy Chang, Taesik You, Jessica Singh-Banga, Rachel Meza et Alex Chavez. La recherche rapportée dans cette publication a été soutenue par une subvention de recherche de l’American Thoracic Society à J.L. et le financement des NIH : R01GM131044 à W.X.L.
Materials
| Drosophila | DX1 strain | DX1 flies were kindly provided by James Birchler (University of Missouri) | |
| Drosophila food media | UCSD fly kitchen | ||
| Methotrexate | NCI drug library | ||
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
| Ethyl alcohol | Sigma | E7023-500ML |
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