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1 Aurora Kinase C: un marqueur moléculaire de l infertilité masculine. N. Hamdis*, N. Boucekkine**, N. Kaci*, A. Oumeziane**, L. Siad**, M. Ouandjeli**, N. Zaabat,*** * Université USTHB, ALGER ** Centre TIZIRI, ALGER *** Institut Pasteur d ALGERIE

2 Infertilité : absence de conception après au moins 12 mois de rapports sexuels réguliers non protégés (OMS,1999). Prévalence : 9% Soit 70 millions couples (monde). 30% d origine féminine 30% d origine masculine 30% d origine mixte 10% sont de cause inconnue Boivin et al., 2007 ; 2. Schlosser et al., 2007.

3 Étiologie de l infertilité masculine Pré testiculaire Testiculaire Post testiculaire -Endocrinienne (congénitale ou acquise) -Absence des canaux déférents -Post infectieuse -Troubles de l éjaculation - Cryptorchidie - Varicocèle - Exposition aux gonadotoxiques - Génétiques

4 Causes génétiques actuellement établies Anomalies chromosomiques Microdélétions du chromosome Y Mutations de gènes CFTR, DPY19L2, AURKC 1. CFTR responsable de l aplasie congénitale des canaux déférents 1 2. DPY19L2 responsable de la grande majorité des globozoospermies 2 3. AURKC associées à des anomalies de la spermatogenèse produisant des spz macrocéphales 3 Deux formes de Tératozoospermie sévères 1 Bach et al., 2 Koscinski et al., 2011; 3 Dietrich et al., 2007.

5 Caractères phénotypiques et génotypiques Infertilité primaire Tératozoospermie à majorité macrocéphale (volume de la tête 3-4 fois plus grand) Plusieurs flagelles Tétraploïdie A B (MEB, GX 9000) Dietrich et al., 2009 ; Ben khelifa et al., 2011 ; Coutton et al., 2012

6 La protéine Aurora kinase C Découverte en ème membre des Aurora kinases (AURK A et AURK B) 2 codée par le gène AURKC localisé au niveau du chr 19 UTR UTR Structure schématique du gène AURKC Ben Khelifa et al., 2011 AURK C exprimée préférentiellement au niveau testiculaire. Rôle dans : la ségrégation des chromosomes la division cellulaire lors de la méiose 3,4 1. Gopalan et al., 1997 ; 2. Teng at al., 1998 ; 3. Kimura et al., 1999 ; 4. Yan et al., 2005.

7 AURK C dans la Spermatogénèse Coutton et al., 2012

8 Structure schématique de la protéine Aurora Kinase C N 1 isoforme (spz) 35,9 kda (309 AA) 2 Boucle d activation D-Box Domaine Kinase C CENP-A Histone centromérique Borealin 1 1. Tang et al ; 2. Dietrich 2007.

9 Mode d action de la protéine AURK C in vitro : AURK B et AURK C phospohrylation du même substrat : L histone centromérique La CENP-A La Borealin 1 Colocalisée avec AURK B et immunoprécipitée avec INCENP * (spermatocyte) Membre du CPC Rôle dans : Alignement et condensation des chromosomes, Attachement des kinétochores-microtubules Cytokinèse 2 INCENP: Inner Centromer Protein CPC: Complexe de Passage des Chromosomes 1. Slattery et al., 2008; 2. Balboula et Schandler 2014.

10 c.144delc 1 c.744c>g 2 c.235a>g c.436-2a>g c.686g>a c g>a Mutations du gène AURKC mutation non-sens mutation faux-sens mutation faux-sens (témoin) mutation intronique ou région exonique non-transcrite 1 Dietrich et al., 2007 et 2009 ; 2 Ben Khelifa et al., 2011 et 2012

11 49 71 Mutation (c.144delc ) N 1 42 Domaine Kinase 293 C 309 Remplacement de la Leu en position 49 par le Trp Traduction incorrecte de l AA 49 au premier codon stop en position 71 Arrêt prématuré de la traduction N 1 42 Mutation (c.744c>g ) Domaine Kinase 248 1Dietrich et al., 2007 Recherche d activité résiduelle de la protéine tronquée (patients homozygotes) a été effectuée: Absence d ARNm du gène AURKC dégradation de cet ARN en présence de la mutation c.744c>g (non sense mrna decay) 293 Exon 6 Substitution d une Cytosine par une Guanine C 309 Protéine tronquée 2Ben Khelifa et al., 2012

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13 Coutton et al., 2015

14 Références Dietrich et al.(2007) Dietrich et al. (2009) El Kerch et al. (2011) Ben Khelifa et al. (2012) Eloualid et al. (2014) Ounis et al. (2015) Ghédir et al. (2015) Nombre de patients Origine géographique Mutation AURKC c.144delc c.744c>g % SM, %SMF 14 Afrique du Nord 100% ND 34 à (43) Afrique du Nord (19) Moyen Orient ,2% ND 2 à 5 (MO) 5 à 75 (AN) 0 à Afrique du Nord 61,1% ND 0 à (73) Afrique du Nord (14) Europe 0 à 76 67,8% 9,6% 34 à à Afrique du Nord 1,2% ND 6 à à Afrique du Nord 71,4% 7,1% 70 à à Afrique du Nord 81,8% 3,03% 30 à à 65 SM: Spermatozoïde Macrocéphale, SMF: Spermatozoïde Multi-flagellé, MO: Moyen Orient, AN: Afrique du Nord

15 - Confirmation du caractère récurrent de la mutation c.144delc du gène AURKC chez les patients d origine Tunisienne: 81,8%

16 - Un patient d un couple présentant plusieurs fausses couches, l homme présente 95% de spermatozoïdes macrocéphales uniflagellés, dont le phénotype n est pas associé à une mutation du gène AURKC. - Suggère la présence d autres gènes responsables de cette anomalie morphologique

17 Cet article rapporte un cas de patient présentant un taux élevé de spz macrocéphales multiflagellés, dont la grossesse a été obtenue après ICSI et a conduit à la naissance d'un enfant en bonne santé, mais la recherche de la mutation n a pas été effectuée.

18 Cas d infertilité primaire avec anomalies morphologiques des spz Sur 5558 spermogrammes analysés depuis mai 2014 à Septembre 2015 Nombre de patients Age moyen (an) Phénotype des spermatozoïdes Macrocéphales (%) Multi-flagellés (%) ,18 (21-100) 21,32 (1-73) ( Alger- Clinique TIZIRI- El Biar) 10 patients ont subi un ou deux échecs d ICSI

19 Conclusion Au vu des résultats publiés: les chances d obtention d une grossesse pour les patients homozygotes pour la mutation de l AURKC sont quasi nulles. Le pronostic reste très mauvais pour les patients présentant un pourcentage varié de spermatozoïdes macrocéphales et pour lesquels la mutation n a pas été retrouvée. Ray P. F., gynecol. Obst. Fert.

20 «Nous sommes dans un moment très excitant dans le domaine de la génétique de l infertilité. Jusqu'ici on ne voit qu'une petite partie de la pointe de l'iceberg, mais nous sommes confiants que le reste viendra à la lumière dans un avenir prévisible. Nous croyons que ce travail sera la pierre angulaire de la prochaine révolution dans la PMA, permettant au clinicien non seulement de contourner les anomalies par ICSI, mais de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques permettant la réparation sélective des différentes anomalies.» C. Coutton et al. Hum.Reprod.up. 2015

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23 La mutation p.c229y (c.686g >A) Mutation faux-sens (p.cys229 Tyr) au niveau de l exon 6 - Substitution d une cystéine par un tyrosine au niveau du domaine Kinase. - Mise en évidence chez un patient hétérozygote/ 2 mutations p.cys229 Tyr et c.144delc p.cys229tyr N Domaine Kinase Mutation qui ne doit pas être aussi sévère que c.144delc * SM 76% (34 100) * SMF 40.3% (20 100) - Mutation p.ile79val (c.235a>g) au niveau exon 3, retrouvée chez les témoins. C 1. Dietrich et al. 2009

24 La mutation c.436-2a>g N Domaine Kinase C Intron 4 UTR UTR - 2 patients avec 100% SM - 28 patients avec 52% de SMF Ben khelifa et al. 2011

25 La mutation c g>a Localisé dans la région UTR (untranslated region) du coté 3 du gène AURKC c g>a UTR UTR Structure schématique du gène AURKC d après Ben Khelifa et al patients : 9 hmz (7 N-A, 2 ou 4??E), 2htz (E) * SM 79.6 (34 100) * SMF 37.9 (7 100)

26 - Fréquence d hétérozygotie (c.144delc) dans une population contrôle en Tunisie: 0,4% (1/250) Due à la consanguinité qui est de 58,3% - Dans 83,3% de cas un défaut de l AURKC est retrouvé ce souligne l importance de cette analyse chez ces patients pour éviter des tentatives d ICSI inutiles - Fréquence d hétérozygotie (c.144delc) en Afrique du Nord: 0,2% - Fréquence d hétérozygotie (c.144delc) au Maroc: 1,7%

27 c.144delc - 13/14 patients Maghrébins 1 homozygotes: * SM 56%, * SMF 28.5% - 10/14 patients Algériens 2 * SM 70 à 100% * SMF 70 à 100% Variants c.744c>g - 6/30 patients Maghrébins 4-4/14 patients Européens 4 *SM79.6%, *SMF 37.9% - 1/14 patients Algériens - SM 70 à 100% avec SMF - 10/326 patients Marocains 3 * SM 49%(6-100) * SMF0 à 90% - 2/14 patients Européens 4 * SM79.6%, * SMF 37.9% 1. Dietrich et al. 2007, 2. Ounis et al. 2015, 3. Eloualid et al., 2014, 4. Ben Khelifa et al., 2012

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