The Genetic Dissection of Isolated Congenital Asplenia in Humans

Abstract

L asplénie ou l absence de la rate peut être congénitale, c est- à -dire absente dès la naissance, ou bien acquise, par exemple lors d une opération après un accident. L asplénie congénitale est le plus souvent associée à d autres problèmes développementaux. En particulier l asplénie congénitale est associée à des problèmes de développement du cœur, dans le cadre des syndromes d hétérotaxie. Ces syndromes d hétérotaxie sont caractérisés par des problèmes de latéralité droite-gauche. Ainsi une personne ayant deux parties droites n aura pas de rate. A contrario, l asplénie congénitale isolée est caractérisée par l absence de rate et aucune autre malformation. L asplénie congénitale isolée est une maladie très rare. Nous avons estimé la fréquence de la maladie à un cas pour un million de naissances. C est aussi une maladie extrêmement mortelle. La grande majorité des patients ayant une asplénie congénitale isolée souffrent d infections bactériennes sévères lors de l enfance et la moitie des cas reportés sont décédés dus à une infection bactérienne, le plus souvent du à une infection par Streptococcus pneumoniae. Malgré la sévérité de cette maladie, celle-ci reste très peu connue et très peu étudiée. Ainsi le diagnostique est souvent trop tardif. Parmi les quelques dizaines de cas décrits dans la littérature, la moitié sont des cas familiaux avec plusieurs membres de la même famille affectée. Le mode de transmission semble être autosomique dominant dans la majorité des cas. En outre aucune preuve n existe concernant un facteur environnemental pour cette maladie. Enfin des travaux récents ont montrés que l absence de pancréas chez l homme était une maladie génétique, et due à des mutations dans le gène GATA6 chez la moitié des patients. L objectif de cette thèse est donc de déterminer l origine génétique de l asplénie congénitale isolée chez l homme. J ai fait l hypothèse que l asplénie congénitale isolée chez l homme est due à des mutations mendéliennes dans un gène important pour le développement de la rate. Afin de tester notre hypothèse nous avons recruté des patients à travers des collaborations avec des médecins étrangers ainsi qu un partenariat avec toutes les unités pédiatriques de France. Nous avons finalement pu recruter 37 patients appartenant à 24 familles différentes. La littérature sur le développement de la rate chez la souris et encore plus sur l homme étant minimale, il était difficile d identifier de bons gènes candidats pour être responsables de l asplénie. Nous avons donc opté pour une stratégie portant sur le génome entier, sans biais lier a la littérature. La stratégie était d utiliser le séquençage de l exome de tous les patients. Le séquençage de l exome est en fait le séquençage de tous les exons du génome, ou au moins 90% des exons du génome. La technique du séquençage de l exome est arrivée à la fin de l année 2009 et nous avons été un des premiers laboratoires à l utiliser. Il fallait donc que nous l essayons en premier sur un cas facile afin de vérifier que cette technique fonctionnait. Nous avons donc fait une étude préliminaire sur un cas facile . Par cas facile, il faut comprendre un cas où la probabilité que ce soit une mutation mendélienne dans un gène qui soit responsable de la maladie soit la plus forte possible, et où le nombre de gènes à regarder soit le plus faible possible. Un cas facile est donc le cas d une famille avec de nombreux patients, et de surcroit une famille consanguine. Dans le cas d une famille consanguine la probabilité que ce soit une mutation récessive qui soit responsable de la maladie génétique est très importante. On peut alors se restreindre à analyser les régions du génome ou toutes les variations sont homozygotes. Nous avions une famille dans ce cas. Il y avait 4 patients dans cette famille souffrant d infections bactériennes sévères dues à une asplenie fonctionnelle, ainsi que d infections viralesIsolated congenital asplenia (ICA) is a rare primary immunodeficiency, first described in 1956, thattypically manifests in childhood with sudden, life-threatening, invasive bacterial disease. Patients withICA do not display any other overt developmental anomalies. The genetic etiology of ICA has remainedelusive. I hypothesized that ICA results from single-gene inborn errors of spleen development. I aimedto decipher the molecular genetic basis of ICA by pursuing a genome-wide approach, based on thesequencing of the whole-exome and the detection of copy number variations in all patients of ourcohort. I found that heterozygous mutations in RPSA, ribosomal protein SA, were present in more thanhalf of ICA patients (19/33). I then showed that haploinsufficiency of RPSA led to ICA in one kindredat least. RPSA is a protein involved in pre-rRNA processing and is an integral part of the ribosome. Thechallenge is, now, to understand the pathogenesis of the disease. How does a mutation in a ubiquitousand highly expressed gene lead to a spleen specific phenotype? This discovery will set the basis for abroader understanding of the development of the spleen in humans and the function of a ribosomalprotein. This discovery will also be beneficial to the families of patients with ICA, guiding geneticcounseling. It will lead to prevention of infections in newborns with mutations in RPSA. Finally themethod we used to analyze the exomes of the ICA cohort will be useful to discover the genetic etiologyof other genetic diseases.PARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF