Génétique de la mucoviscidose Génétique de la mucoviscidose
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delalamucoviscidose mucoviscidose GGénétique énétique de E. Girodon-Boulandet Biochimie et Génétique moléculaire, Hôpital Cochin, Paris [email protected] ¾ Génétique formelle ¾ Diagnostic positif ¾ Du gène à la protéine ¾ Pathologie moléculaire ¾ Corrélations génotype-phénotype ¾ Outils d’étude du gène CFTR ¾ Indications d’étude du gène CFTR E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Génétique formelle Transmission * * ou Prévalence des porteurs sains : autosomique récessive 1/33 * * Même mutation sur les deux gènes Homozygote * Fréquence Mutations différentes Hétérozygote composite population caucasienne : 1/3500 nouveau-nés France : 1/4300 variations importantes selon les pays, les régions autres populations : fréquence plus faible (1/20 000 à 1/32 000) E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Critères du diagnostic positif Rosenstein et Cutting, 1998 une ou plusieurs caractéristiques phénotypiques ou antécédent familial de mucoviscidose dans la fratrie ou trypsine immunoréactive augmentée (dépistage néonatal) et test de la sueur positif ou 2 mutations identifiées responsables de mucoviscidose ou différence de potentiel transépithélial nasal E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Variabilité phénotypique Atteinte respiratoire variable « CFTR-related disorders » (CFTR-RD) : « pathologie CFTR » Formes mono-symptomatiques de l’adulte – pathologie CFTR Mucoviscidose de l’adulte MucoviscidoseFonction pancréatique conservée MucoviscidoseInsuffisance pancréatique (iléus méconial) E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 - Absence bilatérale des canaux déférents - Bronchectasies diffuses - Pancréatite chronique - Atteinte rhino-sinusienne chronique atypique test de la sueur (+/-) Du gène à la protéine CFTR Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator Gène (7q31 – 200 kilobases) ARNm ( 6,5 kb) Protéine (1480 acides aminés) membrane apicale des cellules des épithéliums sécrétoires - intestin, pancréas, voies biliaires - arbre respiratoire - glandes sudoripares - appareil génital - rein E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Fonctions de la protéine CFTR Protéine multifonction dont toutes ne sont pas démontrées / élucidées Pascale Fanen, Inserm U955, Créteil E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Mutations du gène CFTR Nomenclature internationale et universelle F508del Æ c.1521_1523del, p.Phe508del c.1585-1G>A p.Gly542* p.Ser549Arg p.Gly551Asp p.Gln552* p.Arg553* c.1210-12T[5_9]) p.Ala445Glu c.2011del c.2051_2052delinsG c.579+1G>T c.948del p.Arg334Trp p.Arg47His p.Arg347Pro p.Arg117His p.Tyr122* c.489+1G>T p.Arg1162* c.3528del p.Ile507del c.3140-26A>G p.Leu1065Pro p.Arg1066Cys 1898+1G>A p.Phe508del p.Asp1152His c.2657+5G>A p.Glu60* p.Gly85Glu c.262_263del p.Ser1251Asn c.3773dup p.Trp1282* p.Leu206Trp c.3889dup p.Asn1303Lys p.Trp846* c.2988+1G>A c.1680-886A>G 3849+10kbC>T CFTR Exon 3 4 5 7 8 10 11 12 13 Intron 12 14 15 16 18 20 21 22 23 24 27 Intron 22 ¾ env. 2000 variations de séquence (http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/) ¾ Tous types de mutations ; mutations ponctuelles ++ dont mutations faux-sens : 50% ¾ 50 délétions / duplications de grande taille ¾ Distribution et fréquence variables selon les origines géographiques / ethniques E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Nature des mutations du gène CFTR sévères grands réarrangements 2% non-sens autres (en phase ins/del, promoteur) 13% 2% épissage 16% frameshift faux-sens 47,5% 20% sévères/modérées/neutres ? E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Classes fonctionnelles de mutations Classe V : réduction de synthèse Pascale Fanen, Inserm U955, Créteil E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 MUTATION FAUX-SENS délétère ou non ? effet sévère ou modéré ? Evaluation du caractère pathogène des mutations Patients - Observations cliniques - Test de la sueur - Corrélations génotype-phénotype - Données épidémiologiques Gène - Mutations - Nature des mutations - Données épidémiologiques ARN messager - Mutations - In vivo : impact sur l’épissage - In silico : outils bioinformatiques - In vitro : mini-gènes Protéine - Ex vivo : tests électrophysiologiques - In silico : outils bioinformatiques - In vitro : tests fonctionnels (maturation, fonction) ¾ Mutation CF certaine ¾ Mutation probablement / possiblement CF ¾ Mutation très probablement non CF E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 ¾ Mutation non CF Observations cliniques En trans d’une mutation CF Atteinte respiratoire variable Variation de séquence à effet neutre Formes mono-symptomatiques de l’adulte – pathologie CFTR Mucoviscidose de l’adulte MucoviscidoseFonction pancréatique conservée MucoviscidoseInsuffisance pancréatique Mutation CFTR-RD effet très modéré en trans d’une mutation CF chez un individu sain c.1210-12T[5] (T5) p.Leu206Trp (L206W) Mutation CF/CFTR-RD « large spectre » c.3140-26A>G (3272-26A>G) effet modéré p.Asp1152His (D1152H) Mutation CF p.Phe508del effet sévère p.Trp1282* ou modéré p.Asn1303Lys Variation de séquence à effet délétère inconnu Mutations faux-sens +++ - Variabilité du phénotype - Une mutation peut en cacher une autre : allèles complexes Conseil génétique : - enquête familiale - diagnostic prénatal Corrélations génotype-phénotype Atteinte respiratoire variable 9 Expression phénotypique de la mucoviscidose variable (âge de début, gravité de l’atteinte pulmonaire, test de la sueur…) Î nature des mutations 2 mutations CFTR-RD ou CFTR large spectre Formes mono-symptomatiques de l’adulte CF / CFTR-RD CF / CFTR large spectre CF / CF Mucoviscidose de l’adulte MucoviscidoseFonction pancréatique conservée MucoviscidoseInsuffisance pancréatique 9 Variabilité phénotypique pour un même génotype 9 Variabilité aussi au sein de fratries Î autres mutations du gène CFTR, allèles complexes Î facteurs environnementaux Î gènes modificateurs E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Interprétation des résultats (1) Qualification du génotype Résultat positif 2 mutations 1 mutation homozygote ? * ou * ou Homozygote Hétérozygote composite pour une délétion * sur 2 chromosomes différents « en trans » Hétérozygote composite Etude des parents +++ Conséquences : - diagnostic chez le patient - diagnostic prénatal - détection des porteurs sains E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 ? * ? sur le même chromosome « en cis » Hétérozygote pour un allèle complexe Interprétation des résultats (2) Corrélations génotype-phénotype Résultat positif vrai positif, faux positif au regard de la question posée p.[Phe508del];[Phe508del] p.Phe508del et mutation (très) modérée Æ Rechercher une autre mutation - Connaître la pathologie moléculaire - Connaître les relations génotype-phénotype - Connaître ses limites dans l’interprétation Î Interprétation des résultats : critique E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Cas particulier de la mutation R117H Thauvin-Robinet et al., J Med Genet 2009 Exons 4 Intron 9 CFTR p.ArgR117His Phénotype Pénétrance Absence de diagnostic 96.9% (T)7 ou (T)5 p.[Phe508del];[Arg117His] (variant T7) ABCD isolée 1.4% Atteinte respiratoire modérée ou pancréatique chez l’adulte +/- ABCD 1.2% Atteinte respiratoire sévère 0.06% Mucoviscidose classique de l’enfant 0.03% Allèle p.Arg117His avec variant T7 : pas mutation CF mutation CFTR-RD avec faible pénétrance génétique : pas2014 de DPN ni enquête familiale E. Girodon – Conseil DES de Pneumologie – 12 décembre Interprétation des résultats (3) Résultat négatif vrai négatif, faux négatif, risque résiduel mutations fréquentes neg Æ rechercher d’autres mutations p.[Phe508del];[Phe508del] mutations fréquentes neg Risque a priori 2/3 Æ Risque résiduel : 1/4 E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 p.Phe508del neg Outils d’étude du gène CFTR Gène CFTR Pvt sanguin Cellules nasales Recherche ciblée de mutations fréquentes 200 kb 27 exons Env. 1900 mutations ponctuelles distribution et fréquence variables selon l’origine géographique trousses 30 mutations Sensibilité : Irlande 93% ; France 85% Afrique du Nord 65% ; Turquie 40% 3 j Æ 10 j Recherche de mutations rares Séquençage / NGS (séquençage de nouvelle génération) (incl. la recherche de délétions) Etude des ARN messagers 2 sem – 2 mois 96-99% 2 sem – 2 mois Un résultat négatif n’élimine pas la présence d’une mutation E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 Indications d’étude du gène CFTR 2 - Conseil génétique Æ dimension familiale 1 - Diagnostic ¾ Confirmer un diagnostic établi ¾ Apporter une évaluation pronostique ¾ Recherche du statut d’hétérozygote / porteur sain 1 1 - Parents - Mucoviscidose classique / atypique 1/4 ¾ Identifier deux mutations alléliques pour confirmer un diagnostic suspecté - Présentation atypique - Formes de l’adulte - Formes néonatales - Formes antenatales : suspicion chez le fœtus sur signe d’appel échographique - Apparentés 1 1 1/2 - Conjoints 2/3 1/33 1/200 ¾ Diagnostic prénatal risque de mucoviscidose = 1/4 E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014 1/33 1/4 1/33 Mutations les plus fréquentes au CRCM adulte de Cochin 374 patients 748 chromosomes 2,8% non identifiés Mutation (HGVS) Mutation (trad) Fréquence (%) c.1521_1523del F508del 58,2 c.1624G>T G542X 2,4 c.3909C>G N1303K 2,4 c.3846G>A W1282X 2,1 c.3454G>C D1152H 1,3 c.2051_2052delinsG 2183AA>G 1,3 c.2657+5G>A 2789+5G>A 1,2 c.1000C>T R334W 1,2 c.1652G>A G551D 1,2 c.3718-2477C>T 3849+10kbC>T 1,1 c.1585-1G>A 1717-1G>A 1,1 c.617T>G L206W 0,9 c.1657C>T R553X 0,9 c.3140-26A>G 3272-26A>G 0,8 c.1210-12T|5] T5 0,8 Points essentiels ¾ Hétérogénéité phénotypique : pathologie CFTR de la mucoviscidose… aux syndromes de l’adulte ¾ Hétérogénéité moléculaire, variations géographico-ethniques classification des mutations selon leur implication pour le conseil génétique ¾ Outils de diagnostic… à adapter aux indications d’étude Î dialogue clinicien-généticien moléculaire fondamental ¾ Difficultés d’interprétation du caractère pathogène des mutations ¾ Quelle que soit l’indication d’étude, importance du conseil génétique E. Girodon – DES de Pneumologie – 12 décembre 2014
