La complexité de la sclérose latérale amyotrophique familiale.

Auteur: Blitterswijk, M.M. van
Source: Geneeskunde Proefschriften (2012)
Texte original: protégé
http://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/240393/vanblitterswijk.pdf?sequence=2 
Publication: Université d’Utrecht

Résumé :
Au Pays-Bas, il y a chaque année à peu près 400 patients diagnostiqués de Sclérose latérale amyotrophique (ALS). Ces patients ont en moyenne 65 ans au moment du diagnostic. Ils développent une faiblesse musculaire progressive, principalement au niveau des membres et du torse, mais aussi dans les muscles impliqués dans la parole, la déglutition et la respiration. Les pALS meurent généralement endéans les trois ans après diagnostic à la suite de troubles de la respiration. Il n'y a pas de remède pour la SLA, seul le Riluzole allonge la survie de deux ou trois mois. La pathogenèse de la SLA est complexe et implique des facteurs génétiques et environnementaux. Dans environ 5 % des cas, plus d'un membre de la famille est touché. Ces patients sont diagnostiqués de SLA familiale (fALS). Dans la première partie de la thèse, nous évoquons onze gènes associés à la SLA. Dans la deuxième partie nous abordons d'autres maladies neurodégénératives, telles que l'atrophie musculaire progressive (AMP) et la maladie de Parkinson (MP). Pour terminer, nous décrivons un certain nombre d'études fonctionnelles sur les effets des défauts de gènes associés à la SLA.

Résumé des recherches génétiques. (partie 1 de la thèse)
Le premier gène candidat à être associé à la SLA a été identifié il y a presque vingt ans : le superoxyde dismutase-1 (SOD1). Depuis cette première découverte prometteuse, de nombreux autres gènes ont été associés à la SLA. Dans la première partie de cette thèse, nous évoquons onze candidats.

Dans les chapitres 2 et 3, nous traitons du paraoxonase (PON), qui est impliqué dans le traitement de substances toxiques. Lorsqu’il a été établi que les anciens combattants de la guerre du golfe avaient une probabilité accrue de SLA, les variations communes (polymorphismes) du PON ont été examinées avec précision. Bien que certaines études aient établi un lien effectif, cela n’a pas été confirmé par une recherche à échelle internationale. Nous avons donc vérifié si de rares variations (mutations) ont fourni une contribution plus importante. Dans le chapitre 2, nous décrivons la découverte de ces mutations chez des pALS.

Le chapitre suivant (chapitre 3) est dédié aux variations PON aux Pays-Bas. Nous y démontrons que des mutations PON étaient présentes dans 1,5 % des pALS Hollandais et chez 2,5 % des sujets témoins, ce qui a permis de déterminer que ces mutations ne sont pas associées à la SLA aux Pays-Bas.

Nous évoquons ensuite trois gènes récemment découverts: l’optineurine (OPTN), la protéine valosincontaining (VCP) et l’ubiquiline-2 (UBQLN2). Des mutations OPTN ont été décrites pour la première fois chez des pALS en 2010. Ces mutations ont été détectées chez six patients japonais issus de mariages consanguins lors d’une étude sur les variations transmises par les deux parents (mutations homozygotes).

Dans le chapitre 4, nous étudions les mutations OPTN dans un grand groupe de pALS Hollandais et signalons deux nouvelles mutations chez des patients souffrant de SLA sans composante familiale établie (SLA sporadique).

Le chapitre 5 traitre du VCP. Avec une nouvelle technique, « whole-exome sequencing », qui permet d’examiner toutes les régions codantes de l'ADN, nous identifions des mutations PCV chez des pALS. Nous avons trouvé des mutations VCP chez un cas de SLA familiale et un cas de SLA sporadique aux Pays-Bas. Ensuite, nous abordons les mutations UBQLN2. Ces mutations du chromosome X ont été révélées dans une famille SLA ou aucun transfert n’a eu lieu de père en fils. Dans le chapitre 6 nous démontrons l’absence de mutations UBQLN2 chez des pALS Hollandais. Les chapitres ci-dessus soulignent donc la piètre incidence de mutations OPTN, VCP et UBQLN2.

Dans les chapitres 7 et 8, nous abordons des gènes qui caractérisent les répétitions d'un fragment d'ADN : l’ataxin-2 (ATXN2) et le ‘chromosome 9 open reading frame 72’ (C9orf72). L’ATXN2 concerne le prolongement d'une série de glutamates (CAG). Les personnes en bonne santé ont généralement 22 glutamates; les pALS en possèdent souvent un nombre plus élevé. Dans le chapitre 7, nous étudions ces nombres chez des pALS Hollandais et de Belges. Nos recherches démontrent un lien entre la SLA et un nombre accru de glutamates, on en a identifié un nombre plus élevé chez 1,1 % des patients souffrants de SLA familiale. Ensuite, nous avons étudié les répétitions C9orf72, situées dans une partie non-codante de l'ADN et qui peuvent comporter de trente à plusieurs centaines de GGGGCC. Nous avons identifié ces répétitions chez un pALS Hollandais (chapitre 9). Dans plus de 35 % des familles SLA, nous avons constaté un nombre accru de GGGGCC, ce qui fait du C9orf72 la principale cause de SLA aux Pays-Bas.

Le chapitre 9 met l'accent sur la pathogénie complexe de la SLA. Nous avons trouvé, dans beaucoup d’arbres généalogiques des familles, des membres avec des anomalies génétiques mais sans symptômes. Nous soupçonnons donc une combinaison de facteurs génétiques. Par exemple, il serait possible qu'une mutation spécifique cause la SLA uniquement lorsqu’elle va de pair avec une autre mutation. Si cette hypothèse s’avère exacte, elle pourrait expliquer pourquoi les membres d’une famille avec seulement une certaine mutation ne développent pas de SLA, alors que les membres de cette même famille avec plusieurs mutations en sont atteints. Le nombre important de différences observées dans les symptômes et la progression de la maladie des patients résulterait de cette combinaison de mutations. Nous avons donc décidé donc de dépister chez 97 familles atteintes de fALS l'occurrence simultanée de mutations dans les gènes clés pour la SLA : « TAR DNA-binding protein » (TARDBP), « fused in sarcoma / translated in liposarcoma » (FUS/ TLS), SOD1, « angiogenine » (ANG) et C9orf72. Nous avons trouvé chez cinq familles plusieurs mutations (5,2 %), sensiblement plus que ce à quoi l’on pouvait s'attendre statistiquement (P : 1,77 x 10-7). Ceci a confirmé notre hypothèse.

Dans le chapitre 10, nous avons essayé de fournir plus de preuves de notre hypothèse et avons étudié les mutations de la protéine « vesicle-associated membrane protein B » (VAPB) chez le même groupe de patients. Nous avons découvert une nouvelle mutation VAPB, qui était également présente chez un patient avec une augmentation du nombre de répétitions C9orf72. Nos résultats ont donc confirmé l'hypothèse polygénétique.

Les chapitres ci-dessus décrivent onze gènes, apparemment responsables de plus de la moitié des cas de fALS aux Pays-Bas (figure s.1). Au chapitre 20, les caractéristiques cliniques des patients identifiés sont montrées. Nous y comparons les patients présentant des mutations FUS/TLS, TARDBP et C9orf72 avec les autres patients fALS. Il en ressort que les patients présentant des mutations FUS/TLS commencent à se plaindre plus tôt et ont une durée de vie plus courte. Il en ressort aussi que la démence est plus fréquente chez les familles avec un nombre accru de GGGGCC dans C9orf72.

Conclusions
Nous avons résumé et analysé nos résultats dans le chapitre 20. Nous avons ainsi analysé la population SLA au Pays-Bas et fourni une vue d'ensemble des anomalies génétiques qui peuvent provoquer la SLA. En outre, nous avons établir des liens. Nous avons ainsi décrit comment les mutations OPTN, VCP, UBQLN2 et VAPB perturbent la dégradation des protéines, provoquant leur accumulation. Nous avons également décrit comment les répétitions dans ATXN2 et C9orf72 peuvent provoquer une agglutination d'ARN déformé qui attire toutes sortes de protéines de liaison ARN. De même, nous avons décrit comment les mutations SOD1 et PON provoquent un stress oxydatif, et aussi que le SOD1 a aussi tendance à s'agglutiner.

Nous avons décrit, en outre, comment TDP-43 et FUS/TLS peuvent être identifiés dans un pourcentage important de ces accumulations, et comment des formes mutantes de ces protéines peuvent perturber le fonctionnement RNA. L’ANG semble, à son tour, augmenter la vulnérabilité des neurones, ce qui les rend plus sensibles à la SLA. Ce jeu très complexe engendre une agglutination cruciale de protéines, perturbatrice des processus cellulaires fondamentaux. Finalement elle se traduit par la mort des motoneurones et, par conséquent, l'émergence de la SLA.

Traduction : Fabien

Source : Universiteit Utrecht