GENETIQUE DES KYSTES

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1 C Avignon mars GEETIQUE DES KYSTES Laurence MICHEL-CALEMARD

2 1) Les différents mécanismes de la dominance sont (1 réponse fausse) A. L inactivation en deux temps B. L haplo-insuffisance C. L effet dominant négatif D. La recominaison intragénique E. Le gain de fonction QCM ) Le diagnostic moléculaire indirect d une maladie génétique peut être fait par (1 réponse juste) A. L analyse d un microsatellite intragénique B. La recherche d une mutation par séquençage C. La recherche d une délétion complète d un gène D. La recherche d une duplication d un exon E. L analyse d un gène modificateur

3 Les types de mutation les mutations «troncantes» création d un codon stop mutation non sens ou stop mutation indel «frameshift» mutation d épissage (splicing) Au niveau protéique = asence de protéine les mutations faux sens (missense) Au niveau protéique = changement d un acide aminé

4 Maladies autosomiques dominantes x a c d x x a c a d c d

5 Mécanismes de la dominance Haplo-insuffisance La concentration en protéine est critique x 5 % 5 x e suffit pas à assurer la fonction % Gain de fonction La protéine mutée possède de nouvelles fonctions Effet dominant négatif x x 5 % 5 % Inactivation en temps «second hit» une mutation est transmise par un parent = mutation constitutionnelle la deuxième mutation survient dans l organe atteint = mutation somatique Au niveau de l organe il s agit en fait d une maladie récessive

6 Maladies autosomiques dominantes ADPKD TSC MCKD MODY5 Gène PKD1 PKD TCS1 TSC MCKD1 MCKD TCF 85% 15% 1-% 8-% Chromosome 16p13.3 4q1 q34 16p13.3 1q1 16p1 17q1 Protéine Polycystin-1 Polycystin- Hamartin Tuerin? Uromodulin HF1β éphropathies avec hyperuricémie précoce, formes familiales MCKD

7 ADPKD fréquence 1/5-1/1 hétérogénéité génétique gènes identifiés PKD1 (16p13.3) ~ 85% des cas PKD (4q1) ~ 15% des cas PKD3? hétérogénéité phénotypique Pénétrance complète mais phénotype variale PKD1 plus grave que PKD (âge médian IRT 53 vs 6 ans) PKD1 influence de la localisation de la mutation (5 plus grave IRT 53 vs 56) PKD1 et phénotype vasculaire : mutation plutôt en 5 PKD influence du sexe (plus sévère chez les hommes IRT 68.1 vs 76) Variailité intrafamiliale : gènes modificateurs, facteurs environnementaux protéines transmemranaires localisées au niveau du cil Polycystine-1 11 passages, interactions cellule-cellule et cellule-matrice, récepteur? Polycystine- 6 passages, canal cation, signalisation Ca+ intracellulaire

8 ADPKD Diagnostic moléculaire diagnostic indirect Marquage du gène atteint dans la famille x a c d x x a d d c a c

9 Étude indirecte : microsatellites Père sain Mère ADPKD Enfant ADPKD Enfant sain

10 ADPKD Diagnostic moléculaire diagnostic indirect Marquage du gène atteint dans la famille x17 a c d x17 x17 a d a c c d diagnostic direct Recherche de la mutation pathogène

11 ADPKD Diagnostic moléculaire diagnostic direct Etude de liaison pour orienter vers PKD1 ou PKD Puis séquençage du gène PKD1 (85-%) 46 exons Gène difficile à explorer, région génomique complexe (6 pseudogènes) usqu à l exon 33 très difficile, plus facile (donc plus étudiés!) Mutations privées («troncantes» et faux sens) PKD 15 exons Mutations privées (majorité de mutations «troncantes»)

12 ADPKD Intérêt du diagnostic moléculaire? Souvent l imagerie permet le diagnostic surtout si l histoire familiale est évocatrice Diagnostic confirmatif dans les cas pédiatriques (ou anténataux) d étiologie inconnue, les patients sans histoire familiale Choix des jeunes donneurs apparentés dans les familles Connaissance des mécanismes, des corrélations génotype / phénotype Choix des thérapeutiques

13 prévalence inconnue gène : TCF (17q1) MODY 5 phénotype diaète kystes corticaux ilatéraux avec hypoplasie (rein unique, dysplasie multikystique, dilatation des voies urinaires ) rénal : présence de kystes, hyperéchogénicité corticale ou médullaire, caractère ilatéral des lésions (Ulinski et al. Am Soc ephrol 6) génital : utérus icorne, kystes épididyme, agénésie des déférents pancréatique : insuffisance exocrine, atrophie Hyperuricémie, élévations des transaminases protéine : HF1β Facteur de transcription, se lie au promoteur de différents gènes impliqués notamment dans la kystogénèse (PKHD1, PKD ) Régule l expression de gènes dans de nomreux organes (rein, pancréas, foie, tractus génital ) Rôle au cours du développement emryonnaire de ces organes étude nationale en cours Suivi prospectif de patients pédiatriques avec mutation TCF sélectionnés à partir d un phénotype rénal

14 MODY 5 Etude moléculaire TCF recherche de larges lésions du gène - délétion complète ( exons) - délétion partielle (1 ou plusieurs exons) Patient Témoin C Témoin exon 1 C C Témoin exon Contrôle C Patient Patient

15 MODY 5 Etude moléculaire TCF recherche de larges lésions du gène - délétion complète ( exons) - délétion partielle (1 ou plusieurs exons) - duplication Patient Patient Témoin exon Contrôle C Témoin C

16 MODY 5 Etude moléculaire TCF recherche de larges lésions du gène - délétion complète ( exons) - délétion partielle (1 ou plusieurs exons) - duplication recherche de mutation ponctuelle par séquençage - mutation troncante (dans tout le gène) - mutation faux sens (dans le domaine de liaison à l AD)

17 Maladies autosomiques dominantes a c d gamètes x a a* a Mutation de novo x a* c a d c d

18 Maladies autosomiques dominantes a c d x x a* a a* a Mosaïque germinale x x a* c a* d a c d

19 MODY 5 Etude moléculaire TCF patients 13 diagnostics en période anténatale reins hyperéchogènes (le plus souvent de taille normale) 5 avaient eu une étude ARPKD mutations 1 délétions complètes 1 duplication 7 mutations ponctuelles stops 1 splicing 4 faux sens 5 mutations de novo prouvées 1 père hétérozygote

20 Maladies autosomiques récessives x x a c d x xx x a c a d c d Plus forte proportion de consanguinité parentale (surtout pour les maladies rares)

21 Mécanismes de la récessivité Et variations phénotypiques lorsque seulement 5% de la protéine suffisent à remplir sa fonction x 5 % x x x 5 % x 5 % 5 x % si la mutation n aolit pas totalement l activité protéique, des variations phénotypiques peuvent exister en fonction de l activité résiduelle xx % % xx 1 % 1 % activité protéique = 4 % de la normale forme modérée de la maladie activité protéique = % de la normale forme grave de la maladie

22 Maladies autosomiques récessives ARPKD PH BBS Gène PKHD1 PH1 IVS PH3 PH4 BBS1 à BBS7 TTC8 Chromosome 6p1-3 q1-13 q-31 3q1-1p36 14q3.11 Protéine Firocystin/ ephrocystin Inversin ephrocystin-3 ephroretinin BBS1 BBS8 polyductin à BBS7

23 fréquence 1/ gène : PKHD1 (6p1-3) 67 exons épissage alternatif ARPKD hétérogénéité allélique (quelques mutations récurrentes) Cominaison de mutations homozygotes hétérozygotes composites hétérogénéité phénotypique Forme sévère : décès périnatal Forme modérée : survie après la période néonatale ou diagnostic tardif phénotypes variales Variailité intrafamiliale protéine : firocystine / polyductine Protéine transmemranaire (1 passage) : récepteur, co-récepteur ou ligand Exprimée dans le cil primitif

24 ARPKD Intérêt du diagnostic moléculaire? Indispensale pour proposer un diagnostic prénatal Etendre la cohorte des patients génotypés pour - améliorer le conseil génétique - mieux comprendre les mécanismes - étalir les corrélations génotype / phénotype Question Peut-on étendre l étude moléculaire en dehors de la famille nucléaire? Fréquence des hétérozygotes 1/7

25 ARPKD Corrélations génotype / phénotype mutations «troncantes» entraînent toujours un phénotype sévère Les phénotypes modérés ont au moins 1 mutation faux sens mais mutations faux sens ne donnent pas oligatoirement une forme modérée Association 1 mutation «troncante» et 1 mutation faux sens La mutation la moins grave définit le phénotype Certaines mutations sont associées à des phénotypes particuliers (forme hépatique ) Il existe des variations intrafamiliales

26 ARPKD : expérience de Lyon Population 11 patients / familles ITG D D après En vie 18 familles avec plus d un enfant atteint 1 avec variations phénotypiques (3 D et 1 en vie) 1 famille avec mère et fils atteints

27 ARPKD : expérience de Lyon Mutations 17 mutations / 18 (4%) 55% 31% 14% TM Splice MS familles 78 : mutations dont 1 homozygotes (1 consanguins) 1 : 1 mutation

28 Phénotype sévère ARPKD : expérience de Lyon Mutations 37% 48% MS Splice TM 15% Phénotype modéré 1% 65% 16% MS splice TM

29 Phénotype sévère ARPKD : expérience de Lyon Génotypes TM/TM TM/Splice TM/MS Splice/Splice Splice/MS MS/MS Phénotype modéré TM/Splice TM/MS Splice/Splice Splice/MS MS/MS

30 Conclusions L ère de la iologie moléculaire modifie la médecine en lui apportant des outils nouveaux La iologie moléculaire est parfois indispensale Lorsqu un diagnostic prénatal est en jeu La iologie moléculaire est souvent utile Pour confirmer une hypothèse diagnostique Pour étalir des corrélations génotype / phénotype Pour comprendre les mécanismes d une maladie C est une technologie qui coûte cher Elle doit être prescrite à on escient Parfois elle ne permet pas d apporter de réponse

31 Dr Laurence MICHEL-CALEMARD Laoratoire d Endocrinologie Moléculaire et Maladies Rares Centre de Biologie et de Pathologie Est Pr. Yves MOREL Centre de Référence des Maladies Rénales Rares - éphrogone Hôpital Femme Mère Enfant Pr. Pierre COCHAT Conflits d intérêts : Aucun

32 Biliographie Wilson P. Polycystic Kidney Disease. Engl of Med 4. Bissler. and Dixon B. A mechanistic approach to inherited polycystic kidney disease. Pediatr ephrol 5. Bergmann C., et al Diagnosis, Pathogenesis, and Treatment Prospects in Cystic Kidney Disease. Molecular Diagnosis & Therapy 6. Guay-Woodford L. Renal cystic diseases: diverse phenotypes converge on the cilium/centrosome complex. Pediatr ephrol 6. Rossetti S. and Harris P. Genotype-Phenotype Correlations in Autosomal Dominant and Autosomal Recessive Polycystic Kidney Disease. Am Soc ephrol 7. Deane. and Ricardo S. Polycystic kidney disease and the renal cilium. ephrology 7. Iraghimov-Beskrovnaya O. and Bukanov. Polycystic kidney diseases: From molecular discoveries to targeted therapeutic strategies. Cell Mol Life Sci 8. Wagner C. ews from the cysts: insights into polycystic kidney disease. ephrol 8.

33 1) Les différents mécanismes de la dominance sont (1 réponse fausse) A. L inactivation en deux temps B. L haplo-insuffisance C. L effet dominant négatif D. La recominaison intragénique E. Le gain de fonction QCM réponses ) Le diagnostic moléculaire indirect d une maladie génétique peut être fait par (1 réponse juste) A. L analyse d un microsatellite intragénique B. La recherche d une mutation par séquençage C. La recherche d une délétion complète d un gène D. La recherche d une duplication d un exon E. L analyse d un gène modificateur

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