Diagnostic moléculaire par cartographie par homozygotie des ataxies autosomiques récessives et recherche du gène impliqué dans une nouvelle forme d'ataxie récessive non progressive

Le diagnostic des pathologies héréditaires rares devient de plus en plus difficile à cause de leur origine multigénique. Cette multigénicité est très bien illustrée par les ataxies autosomiques récessives. A ce jour 14 gènes responsables d'ataxies autosomiques récessives ainsi que plusieurs loci ont été identifiés. Cependant plusieurs gènes restent à découvrir. J ai dans ce travail adopté une stratégie de clonage positionnel, et plus précisément de cartographie par homozygotie utilisant les puces de génotypage SNP à la recherche de nouveaux gènes impliqués dans les ataxies récessives. J ai dans un premier temps procédé à la validation de la stratégie de cartographie par homozygotie en utilisant les puces SNP Affymetrix pour identifier les patients consanguins porteurs de mutation dans l'un des gènes d'ataxie récemment identifié. Pour cela, j ai analysé 97 familles consanguines. J ai choisi de m intéresser aux 4 gènes codant pour l'aprataxine (AOA1), la senataxine (AOA2), la sacsine (ARSACS) et la protéine ATM (AT), pour lesquels le séquençage exhaustif était disponible. Parmi les 97 familles analysées par puce, 11 familles présentaient des régions homozygotes partagées par les atteints d'une même famille et chevauchantes avec un des 4 gènes étudiés. Notre stratégie s'est révélée efficace, en effet une mutation a été retrouvée par séquençage du gène inclu dans la région homozygote partagée par les atteints d'une même famille dans 10 familles parmi les 11. Dans un deuxième temps, cette stratégie m a permis d'identifier un nouveau gène impliqué dans une nouvelle forme d'ataxie autosomique récessive non progressive. En effet, parmi les familles consanguines chez lesquelles aucun diagnostic moléculaire n a été porté, j ai identifié plusieurs familles algériennes dont les atteints sont homozygotes dans une région péricentromérique du chromosome 20. L'analyse détaillée des haplotypes avec des puces SNP à très haute densité m a permis d'identifier un petit haplotype fondateur partagé par 4 familles originaires de la région de Sétif dans le nord-est algérien. Ces 4 familles nous ont permis de définir une nouvelle forme d'ataxie qui s'est avérée correspondre à l'entité PHARC (pour Polyneuropathy, Hearing loss, Ataxia, Retinitis pigmentosa and Cataract) publiée en janvier 2009. Nous avons par la suite identifié une grande famille des Emirats Arabes Unis liée au même interval. Le séquençage des gènes de la région critique à révélé deux mutations tronquantes dans le gène ABHD12 qui code pour une a/b hydrolase. ABHD12 est impliqué dans l'hydrolyse de l'acide 2-arachidonique-glycérol, un endocannabinoïde du SNC. L'identification de 2 mutations dans ABHD12 ouvre la voie vers la compréhension du mécanisme physiopathologique dans le PHARC.Pas de résum

Diagnostic moléculaire par cartographie par homozygotie des ataxies autosomiques récessives et recherche du gène impliqué dans une nouvelle forme d’ataxie récessive non progressive

Le diagnostic des pathologies héréditaires rares devient de plus en plus difficile à cause de leur origine multigénique. Cette multigénicité est très bien illustrée par les ataxies autosomiques récessives. A ce jour 14 gènes responsables d’ataxies autosomiques récessives ainsi que plusieurs loci ont été identifiés. Cependant plusieurs gènes restent à découvrir. J’ai dans ce travail adopté une stratégie de clonage positionnel, et plus précisément de cartographie par homozygotie utilisant les puces de génotypage SNP à la recherche de nouveaux gènes impliqués dans les ataxies récessives. J’ai dans un premier temps procédé à la validation de la stratégie de cartographie par homozygotie en utilisant les puces SNP Affymetrix pour identifier les patients consanguins porteurs de mutation dans l’un des gènes d’ataxie récemment identifié. Pour cela, j’ai analysé 97 familles consanguines. J’ai choisi de m’intéresser aux 4 gènes codant pour l’aprataxine (AOA1), la senataxine (AOA2), la sacsine (ARSACS) et la protéine ATM (AT), pour lesquels le séquençage exhaustif était disponible. Parmi les 97 familles analysées par puce, 11 familles présentaient des régions homozygotes partagées par les atteints d’une même famille et chevauchantes avec un des 4 gènes étudiés. Notre stratégie s’est révélée efficace, en effet une mutation a été retrouvée par séquençage du gène inclu dans la région homozygote partagée par les atteints d’une même famille dans 10 familles parmi les 11. Dans un deuxième temps, cette stratégie m’a permis d’identifier un nouveau gène impliqué dans une nouvelle forme d’ataxie autosomique récessive non progressive. En effet, parmi les familles consanguines chez lesquelles aucun diagnostic moléculaire n’a été porté, j’ai identifié plusieurs familles algériennes dont les atteints sont homozygotes dans une région péricentromérique du chromosome 20. L’analyse détaillée des haplotypes avec des puces SNP à très haute densité m’a permis d’identifier un petit haplotype fondateur partagé par 4 familles originaires de la région de Sétif dans le nord-est algérien. Ces 4 familles nous ont permis de définir une nouvelle forme d’ataxie qui s’est avérée correspondre à l’entité PHARC (pour Polyneuropathy, Hearing loss, Ataxia, Retinitis pigmentosa and Cataract) publiée en janvier 2009. Nous avons par la suite identifié une grande famille des Emirats Arabes Unis liée au même interval. Le séquençage des gènes de la région critique à révélé deux mutations tronquantes dans le gène ABHD12 qui code pour une α/β hydrolase. ABHD12 est impliqué dans l’hydrolyse de l’acide 2-arachidonique-glycérol, un endocannabinoïde du SNC. L’identification de 2 mutations dans ABHD12 ouvre la voie vers la compréhension du mécanisme physiopathologique dans le PHARC

Partial KCNQ1OT1 hypomethylation: A disguised familial Beckwith–Wiedemann syndrome as a sporadic adrenocortical tumor

Beckwith–Wiedemann syndrome has a wide spectrum of complications such as embryonal tumors, namely adrenocortical tumor. Tumor predisposition is one of the most challenging manifestations of this syndrome. A 45-day old female with a family history of adrenocortical tumor presented with adrenocortical tumor. The case raised suspicion of a hereditary Beckwith–Wiedemann syndrome, therefore molecular analysis was undertaken. The results revealed partial KCNQ1OT1 hypomethylation in the infant's blood DNA which was associated with a complete loss of methylation in the infant's adrenocortical tumor tissue. It is unique for familial Beckwith–Wiedemann syndrome caused by KCNQ1OT1 partial hypomethylation to manifest solely through adrenocortical tumor. Incomplete penetrance and specific tissue mosaicism could provide explanations to this novel hereditary Beckwith–Wiedemann syndrome presentation

ENPP1 Mutation Causes Recessive Cole Disease by Altering Melanogenesis

Cole disease is a genodermatosis of pigmentation following a strict dominant mode of inheritance. In this study, we investigated eight patients affected with an overlapping genodermatosis after recessive inheritance. The patients presented with hypo- and hyperpigmented macules over the body, resembling dyschromatosis universalis hereditaria in addition to punctuate palmoplantar keratosis. By homozygosity mapping and whole-exome sequencing, a biallelic p.Cys120Arg mutation in ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (ENPP1) was identified in all patients. We found that this mutation, like those causing dominant Cole disease, impairs homodimerization of the ENPP1 enzyme that is mediated by its two somatomedin-B-like domains. Histological analysis revealed structural and molecular changes in affected skin that were likely to originate from defective melanocytes because keratinocytes do not express ENPP1. Consistently, RNA-sequencing analysis of patient-derived primary melanocytes revealed alterations in melanocyte development and in pigmentation signaling pathways. We therefore conclude that germline ENPP1 cysteine-specific mutations, primarily affecting the melanocyte lineage, cause a clinical spectrum of dyschromatosis, in which the p.Cys120Arg allele represents a recessive and more severe form of Cole disease

Mutations in ABHD12 Cause the Neurodegenerative Disease PHARC: An Inborn Error of Endocannabinoid Metabolism

Polyneuropathy, hearing loss, ataxia, retinitis pigmentosa, and cataract (PHARC) is a neurodegenerative disease marked by early-onset cataract and hearing loss, retinitis pigmentosa, and involvement of both the central and peripheral nervous systems, including demyelinating sensorimotor polyneuropathy and cerebellar ataxia. Previously, we mapped this Refsum-like disorder to a 16 Mb region on chromosome 20. Here we report that mutations in the ABHD12 gene cause PHARC disease and we describe the clinical manifestations in a total of 19 patients from four different countries. The ABHD12 enzyme was recently shown to hydrolyze 2-arachidonoyl glycerol (2-AG), the main endocannabinoid lipid transmitter that acts on cannabinoid receptors CB1 and CB2. Our data therefore represent an example of an inherited disorder related to endocannabinoid metabolism. The endocannabinoid system is involved in a wide range of physiological processes including neurotransmission, mood, appetite, pain appreciation, addiction behavior, and inflammation, and several potential drugs targeting these pathways are in development for clinical applications. Our findings show that ABHD12 performs essential functions in both the central and peripheral nervous systems and the eye. Any future drug-mediated interference with this enzyme should consider the potential risk of long-term adverse effects

Functional diversity and cooperativity between subclonal populations of pediatric glioblastoma and diffuse intrinsic pontine glioma cells

The failure to develop effective therapies for pediatric glioblastoma (pGBM) and diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG) is in part due to their intrinsic heterogeneity. We aimed to quantitatively assess the extent to which this was present in these tumors through subclonal genomic analyses and to determine whether distinct tumor subpopulations may interact to promote tumorigenesis by generating subclonal patient-derived models in vitro and in vivo. Analysis of 142 sequenced tumors revealed multiple tumor subclones, spatially and temporally coexisting in a stable manner as observed by multiple sampling strategies. We isolated genotypically and phenotypically distinct subpopulations that we propose cooperate to enhance tumorigenicity and resistance to therapy. Inactivating mutations in the H4K20 histone methyltransferase KMT5B (SUV420H1), present in <1% of cells, abrogate DNA repair and confer increased invasion and migration on neighboring cells, in vitro and in vivo, through chemokine signaling and modulation of integrins. These data indicate that even rare tumor subpopulations may exert profound effects on tumorigenesis as a whole and may represent a new avenue for therapeutic development. Unraveling the mechanisms of subclonal diversity and communication in pGBM and DIPG will be an important step toward overcoming barriers to effective treatments