Omics sciences in Fabry disease

La maladie de Fabry est une maladie lysosomale complexe, impliquant divers mécanismes cellulaires, notamment une dysfonction lysosomale, une altération de l'autophagie et des anomalies mitochondriales. Il s’agit d’une maladie multisystémique dont la sévérité est variable, avec un phénotype classique sévère, débutant dans l’enfance, et un phénotype non-classique, plus modéré et plus tardif. Le lyso-Gb3 est le seul biomarqueur spécifique disponible et celui-ci est imparfait, notamment chez les femmes, dans certaines formes non-classiques et pour le suivi de l’évolution sous traitement. Les mécanismes physiopathologiques qui sous-tendent cette maladie ne sont pas complètement élucidés. Des technologies avancées, tant sur le plan analytique (sciences omiques) qu’informatique, permettent d’explorer le vivant à des résolutions jusqu’ici inégalées. L’objectif de ce travail était de mettre en œuvre des approches omiques afin de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie de Fabry, de caractériser de nouveaux biomarqueurs et d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques. Nous avons eu recours à une approche transcriptomique couplée à la modélisation métabolique à l'échelle du génome, fournissant ainsi des informations précieuses sur les perturbations métaboliques qui se produisent dans la maladie de Fabry. Nous avons ensuite validé dans une cohorte indépendante l’élévation de la concentration plasmatique de deux potentiels biomarqueurs, FGF2 et IL-7, mis en évidence par une approche protéomique. Une approche métabolomique dans un modèle cellulaire de maladie de Fabry a permis de caractériser les effets de ces deux protéines, notamment une perturbation de la composition lipidique des membranes cellulaires. En conclusion, les outils de la biologie des systèmes sont pertinents pour l’étude des maladies héréditaires du métabolisme comme la maladie de Fabry car ils permettent une meilleure compréhension de la physiopathologie ainsi que la découverte et la caractérisation de nouveaux biomarqueurs et de nouvelles cibles thérapeutiques.Fabry disease is a complex lysosomal disease, involving various cellular mechanisms, including lysosomal dysfunction, altered autophagy and mitochondrial abnormalities. It is a multisystem disease of variable severity, with a severe classical phenotype beginning in childhood, and a more moderate non-classical phenotype later in life. Lyso-Gb3 is the only specific biomarker available, but it is imperfect, particularly in women, in certain non-classical forms and for monitoring progression under treatment. The pathophysiological mechanisms underlying this disease have not been fully elucidated. Advanced technologies, both analytical (omics sciences) and computational, make it possible to explore living organisms at previously unattainable resolutions. The aim of this work was to apply omics approaches to better understand the pathophysiology of Fabry disease, characterize new biomarkers and identify new therapeutic approaches. We implemented a transcriptomic approach coupled with genome-scale metabolic modeling, providing valuable insights into the metabolic perturbations that occur in Fabry disease. We then validated in an independent cohort the elevated plasma concentration of two potential biomarkers, FGF2 and IL-7, uncovered by a proteomic approach. A metabolomic approach in a cellular model of Fabry disease enabled us to characterize the effects of these two proteins, notably a disturbance in the lipid composition of cell membranes. In conclusion, systems biology approaches are relevant tools in the study of inborn errors of metabolism, as they enable to further our understanding of Fabry disease pathophysiology as well as the discovery and characterization of new biomarkers and therapeutic targets

Pseudohypoparathyroïdie : distorsion du ratio de transmission maternelle des mutations perte de fonction de GNAS

PseudoHypoParathyroidism Type 1A (PHP1A) and PseudoPseudoHypoParathyroidism (PPHP) are two rare autosomal dominant disorders caused by loss-of-function mutations in the imprinted GNAS gene, coding Gsα. PHP1A is caused by mutations in the maternal allele and results in Albright’s Hereditary Osteodystrophy (AHO) and PTH resistance, whereas PPHP, with AHO features and no hormonal resistance, is linked to mutations in the paternal allele. This study sought to investigate parental transmission of GNAS mutations. We conducted a retrospective study in a large population harboring GNAS mutations. To prevent ascertainment bias towards a higher proportion of affected children, we excluded from transmission analysis all probands in the ascertained sibships. The distribution ratio of the mutated alleles was calculated from the observed genotypes of the offspring of nuclear families and was compared to the expected ratio of 50% according to Mendelian inheritance (one-sample z-test). Transmission depending on the severity and phenotype of the transmitting parent of the mutation was also analyzed. The analysis was performed in 114 nuclear families and included 250 descendants. We showed an excess of transmission from mother to offspring of mutated alleles (59.0%, P=0.022), which was greater when the mutations were severe (61.7%, P=0.023), and when the allele originated from the grandmother (64.7%, P=0.036). A Mendelian distribution was observed when the mutations were paternally inherited. The mother-specific transmission ratio distortion associated to PHP1A points to a role of Gsα in oocyte biology or embryogenesis, with implications for genetic counselling.La PseudoHypoParathyroïdie de type 1A (PHP1A) et la PseudoPseudoHypoparathyroïdie (PPHP) sont deux maladies rares à transmission autosomique dominante provoquées par des mutations perte de fonction du gène GNAS soumis à empreinte, codant la protéine Gsα. La PHP1A est causée par des mutations sur l’allèle maternel et entraîne une Ostéodystrophie Héréditaire d’Albright (AHO) et une résistance à la PTH, tandis que la PPHP avec AHO et sans résistance hormonale est liée à des mutations de l’allèle paternel. Cette étude visait à étudier la transmission des mutations de GNAS. Nous avons mené une étude rétrospective sur un grand nombre de familles mutées GNAS. Pour éviter un biais de constatation en faveur d’une proportion plus élevée d’enfants affectés, les cas index faisant partie des descendants ont été exclus. Le ratio de distribution des allèles mutés a été calculé à partir des génotypes observés chez des descendants de familles nucléaires et a été comparé au ratio attendu de 50 % selon l'héritage mendélien (z-test à un échantillon). La transmission en fonction de la sévérité et du phénotype du parent transmettant de la mutation a également été analysée. L'étude a été réalisée sur 114 familles nucléaires et a inclus 250 descendants. Nous avons montré un excès de transmission maternelle d’allèles mutés (59 %, P=0,022), d’autant plus important que les mutations étaient sévères (61,7 %, P=0,023) et que l’allèle provenait de la grand-mère (64,7 %, P=0,036). Une distribution mendélienne a été observée lorsque les mutations étaient héritées du père. Notre étude suggère un rôle de Gsα dans la biologie des ovocytes ou dans l'embryogenèse, avec des implications pour le conseil génétique

CO-73 Pseudohypoparathyroïdie : distorsion du ratio de transmission maternelle des mutations perte de fonction de GNAS

National audienceIntroduction : La pseudohypoparathyroïdie de type Ia (PHPIa) et la pseudo-pseudohypoparathyroïdie (PPHP) sont deux pathologies rares, à transmission autosomique dominante, dues à une mutation perte de fonction du gène GNAS. La PPHP est causée par des mutations de l’allèle paternel, alors que la PHPIa, avec résistances hormonales, est liée à des mutations de l’allèle maternel.Objectif : Etude de la transmission des mutations de GNASPatients et méthodes : Etude rétrospective au sein d’une cohorte de 204 familles avec 360 patients présentant une PHPIa ou une PPHP, ou génotypés dans le cadre d’un diagnostic prénatal (DPN). La transmission de l’allèle muté a été comparée (test du khi-deux) à celle attendue selon l’hérédité mendélienne qui est de 50%. Afin de réduire le biais de constatation lié aux familles avec un grand nombre de patients, nous avons exclu de l’analyse les cas index des fratries étudiées.Résultats : L’analyse de transmission a été réalisée dans 114 familles nucléaires, comprenant un patient et ses descendants. La proportion de transmission maternelle de l’allèle muté est de 59% (95 porteurs sur 161 descendants), soit p=0.022. Le DPN confirmait cette distorsion, avec 7 fœtus positifs sur 11. La transmission de l’allèle paternel muté est conforme à la transmission mendélienne.Discussion : La distorsion du ratio de transmission maternelle a été décrite dans d’autres pathologies autosomiques dominantes. Elle suggère un avantage sélectif des mutations maternelles de GNAS lors de la méiose chez la femme ou du développement embryonnaire, avec des conséquences sur le conseil génétique

Analysis of Enzyme Activity and Cellular Function for the N80S and S480F Asparagine Synthetase Variants Expressed in a Child with Asparagine Synthetase Deficiency

Asparagine Synthetase Deficiency (ASNSD) is a disease caused by mutations in asparagine synthetase (ASNS). Newborns exhibit microcephaly, intractable epileptic-like seizures, progressive brain atrophy, and axial hypotonia. ASNSD results in global developmental delays and premature death. The present report describes a 9-year-old child who is a compound heterozygote with ASNS mutations c.1439C > T and c.239A > G leading to variants p.S480F and p.N80S, respectively. When grown in a complete culture medium, primary fibroblasts from the child contained ASNS mRNA and protein levels similar to an unrelated wild-type fibroblast cell line. When the child’s fibroblasts were cultured for up to 72 h in a medium lacking asparagine, proliferation was reduced by about 50%. Purification of ASNS proteins harboring either the S480F or the N80S substitution had reduced enzymatic activity by 80% and 50%, respectively. Ectopic expression of either variant in ASNS-null Jensen rat sarcoma (JRS) cells did not support proliferation in the absence of medium-supplied asparagine, whereas expression of wild-type enzyme completely restored growth. These studies add to the list of pathogenic ASNS variants and use enzyme activity and protein expression in ASNS-null cells to expand our knowledge of the biological impact of mutations in the ASNS gene

P544 : Caractérisation d’une nouvelle duplication de PHEX dans une grande famille avec hypophosphatémie liée à l’X

National audienceIntroduction : L’hypophosphatémie liée à l’X est une tubulopathie rare dont le phénotype comprend classiquement chez l’enfantun retard de croissance postnatal avec arcature des membres inférieurs (AMI), puis à l’âge adulte, une enthésopathie calcifianteet des abcès dentaires aseptiques. Une surdité de perception est également décrite. Le phénotype biologique est caractérisépar une hypophosphatémie avec absence d’élévation de la 1,25-(OH)2D (calcitriol), secondaire à une concentration sériqueinadaptée d’un facteur hyperphosphaturiant, le FGF23, responsable d’une baisse de la réabsorption tubulaire de phosphate etd’une diminution de la synthèse de calcitriol. La calcémie et la 25-OH-D sont normales ; la parathormone (PTH) est le plussouvent normale ou faiblement augmentée. Les phosphatases alcalines (PAL) sont élevées chez les enfants, particulièrementen période de forte croissance, et normales chez les adultes. Cette maladie dominante liée à l’X est associée à des mutationsdu gène PHEX identifiées par séquençage chez 57 à 78 % des patients, ou à de grands réarrangements de ce gène chez 22 à43 % des patients.Patients et méthodes : Le phénotype clinique du cas index est limité à un retard de croissance sans déformation des os longs nianomalie métaphysaire. L’analyse du gène PHEX a consisté en une étude des régions codantes, des jonctions introns-exons etde la partie 3’UTR du gène par séquençage haut-débit et en une recherche de réarrangement par méthode Multiplex Ligationdependent Probe Amplification (MLPA). Une étude du transcrit sanguin a été réalisée par séquençage Sanger après extractionde l’ARN du sang prélevé sur tube PAXGene Blood.Résultat : Le phénotype biologique du cas index était caractéristique, à l’exception d’une absence d’élévation des PAL, enaccord avec la paucité des signes osseux. Aucune variation de séquence de PHEX n’a été identifiée par séquençage. La MLPAa montré une duplication incluant les exons 19 et 20 (hg19 chrX:g.[(22,239,764_22,244,622)_(22,245,641_22,263,498)dup]). Leséquençage du transcrit mutant a révélé la présence d’un exon 19 et d’un exon 20 surnuméraires, sans décalage du cadre delecture d’après les analyses in silico. Cette duplication a été identifiée chez plusieurs apparentés présentant également unphénotype discret avec petite taille, douleurs osseuses, et AMI chez le frère. Une duplication identique a été mise en évidencedans un second cas index, appartenant à la même famille ; son père présente une hypophosphatémie avec une tailleconservée.Conclusion : Nous rapportons une grande famille avec un nouveau variant de PHEX et un phénotype modéréd’hypophosphatémie liée à l’X. Nous soulignons l’intérêt de l’évaluation de la phosphatémie dans le bilan étiologique d’un retardde croissance. En l’absence de mutation détectée par séquençage, une recherche des réarrangements de PHEX estnécessaire en cas de phénotype biologique évocateur, même en cas de phénotype clinique discret

Pregnancies and Gynecological Follow-Up after Solid Organ Transplantation: Experience of a Decade

In recent years, solid organ transplantations, such as kidney or lung grafts, have been performed worldwide with an improvement of quality of life under immunosuppressive therapy and an increase in life expectancy, allowing young women to consider childbearing. In the current study, we conduct a retrospective study in two French centers for kidney and lung transplantations to evaluate the rate and outcomes of pregnancies, contraception and gynecological monitoring for women under 40 years old who underwent solid organ transplantation. Among 210 women, progestin was the most widely used contraceptive method. Of the 210 women, 24 (11.4%) conceived 33 pregnancies of which 25 (75.8%) were planned with an immunosuppressant therapy switch. Of the 33 pregnancies, 7 miscarried (21.2%) and 21 (63.7%) resulted in a live birth with a high rate of pre-eclampsia (50%). No graft rejections were observed during pregnancies. Among the deliveries, 19 were premature (90.5%, mostly due to induced delivery) and the C-section rate was high (52.4%). No particular pathology was identified among newborns. We conclude that pregnancies following solid organ transplantation are feasible, and while they are at an increased risk of pre-eclampsia and prematurity, they should still be permitted with close surveillance by a multidisciplinary care team

P544 : Caractérisation d’une nouvelle duplication de PHEX dans une grande famille avec hypophosphatémie liée à l’X

National audienceIntroduction : L’hypophosphatémie liée à l’X est une tubulopathie rare dont le phénotype comprend classiquement chez l’enfantun retard de croissance postnatal avec arcature des membres inférieurs (AMI), puis à l’âge adulte, une enthésopathie calcifianteet des abcès dentaires aseptiques. Une surdité de perception est également décrite. Le phénotype biologique est caractérisépar une hypophosphatémie avec absence d’élévation de la 1,25-(OH)2D (calcitriol), secondaire à une concentration sériqueinadaptée d’un facteur hyperphosphaturiant, le FGF23, responsable d’une baisse de la réabsorption tubulaire de phosphate etd’une diminution de la synthèse de calcitriol. La calcémie et la 25-OH-D sont normales ; la parathormone (PTH) est le plussouvent normale ou faiblement augmentée. Les phosphatases alcalines (PAL) sont élevées chez les enfants, particulièrementen période de forte croissance, et normales chez les adultes. Cette maladie dominante liée à l’X est associée à des mutationsdu gène PHEX identifiées par séquençage chez 57 à 78 % des patients, ou à de grands réarrangements de ce gène chez 22 à43 % des patients.Patients et méthodes : Le phénotype clinique du cas index est limité à un retard de croissance sans déformation des os longs nianomalie métaphysaire. L’analyse du gène PHEX a consisté en une étude des régions codantes, des jonctions introns-exons etde la partie 3’UTR du gène par séquençage haut-débit et en une recherche de réarrangement par méthode Multiplex Ligationdependent Probe Amplification (MLPA). Une étude du transcrit sanguin a été réalisée par séquençage Sanger après extractionde l’ARN du sang prélevé sur tube PAXGene Blood.Résultat : Le phénotype biologique du cas index était caractéristique, à l’exception d’une absence d’élévation des PAL, enaccord avec la paucité des signes osseux. Aucune variation de séquence de PHEX n’a été identifiée par séquençage. La MLPAa montré une duplication incluant les exons 19 et 20 (hg19 chrX:g.[(22,239,764_22,244,622)_(22,245,641_22,263,498)dup]). Leséquençage du transcrit mutant a révélé la présence d’un exon 19 et d’un exon 20 surnuméraires, sans décalage du cadre delecture d’après les analyses in silico. Cette duplication a été identifiée chez plusieurs apparentés présentant également unphénotype discret avec petite taille, douleurs osseuses, et AMI chez le frère. Une duplication identique a été mise en évidencedans un second cas index, appartenant à la même famille ; son père présente une hypophosphatémie avec une tailleconservée.Conclusion : Nous rapportons une grande famille avec un nouveau variant de PHEX et un phénotype modéréd’hypophosphatémie liée à l’X. Nous soulignons l’intérêt de l’évaluation de la phosphatémie dans le bilan étiologique d’un retardde croissance. En l’absence de mutation détectée par séquençage, une recherche des réarrangements de PHEX estnécessaire en cas de phénotype biologique évocateur, même en cas de phénotype clinique discret

Heterogenous Clinical Landscape in a Consanguineous Malonic Aciduria Family

Malonic aciduria is an extremely rare inborn error of metabolism due to malonyl-CoA decarboxylase deficiency. This enzyme is encoded by the MLYCD (Malonyl-CoA Decarboxylase) gene, and the disease has an autosomal recessive inheritance. Malonic aciduria is characterized by systemic clinical involvement, including neurologic and digestive symptoms, metabolic acidosis, hypoglycemia, failure to thrive, seizures, developmental delay, and cardiomyopathy. We describe here two index cases belonging to the same family that, despite an identical genotype, present very different clinical pictures. The first case is a boy with neonatal metabolic symptoms, abnormal brain MRI, and dilated cardiomyopathy. The second case, the cousin of the first patient in a consanguineous family, showed later symptoms, mainly with developmental delay. Both patients showed high levels of malonylcarnitine on acylcarnitine profiles and malonic acid on urinary organic acid chromatographies. The same homozygous pathogenic variant was identified, c.346C > T; p. (Gln116*). We also provide a comprehensive literature review of reported cases. A review of the literature yielded 52 cases described since 1984. The most common signs were developmental delay and cardiomyopathy. Increased levels of malonic acid and malonylcarnitine were constant. Presentations ranged from neonatal death to patients surviving past adolescence. These two cases and reported patients in the literature highlight the inter- and intrafamilial variability of malonic aciduria

NGLY1 Deficiency: A Rare Newly Described Condition with a Typical Presentation

NGLY1 deficiency is the first recognized autosomal recessive disorder of N-linked deglycosylation (NGLY1-CDDG). This severe multisystemic disease is still poorly known and, to date, most cases have been diagnosed through whole exome or genome sequencing. The aim of this study is to provide the clinical, biochemical and molecular description of the first NGLY1-CDDG patient from France along with a literature review. The index case presented with developmental delay, acquired microcephaly, hypotonia, alacrimia, feeding difficulty, and dysmorphic features. Given the complex clinical picture and the multisystemic involvement, a trio-based exome sequencing was conducted and urine oligosaccharides were assessed using mass spectrometry. The exome sequencing revealed a novel variant in the NGLY1 gene in a homozygous state. NGLY1 deficiency was confirmed by the identification of the Neu5Ac1Hex1GlcNAc1-Asn oligosaccharide in the urine of the patient. Literature review revealed the association of some key clinical and biological features such as global developmental delay—hypertransaminasemia, movement disorders, feeding difficulties and alacrima/hypolacrima

Identification of a novel splice site mutation in the SERAC1 gene responsible for the MEGDHEL syndrome

International audienceMEGDHEL is an autosomal recessive syndrome defined as 3-MEthylGlutaconic aciduria (3-MGA) with Deafness, Hepatopathy, Encephalopathy, and Leigh-like syndrome on magnetic resonance imaging, due to mutations in the SERAC1 (Serine Active Site Containing 1) gene, which plays a role in the mitochondrial cardiolipin metabolism