etude genetique des cardiopathies conotroncales

UNIVERSITE DE NANTES
FACULTE DE MEDECINE
GENETIQUE
DES CARDIOPATHIES CONOTRONCALES
FAMILIALES ET SPORADIQUES
THESE DE DOCTORAT
Ecole Doctorale De Chimie-Biologie
Discipline : Sciences de la vie et de la santé
Spécialité : Génétique Moléculaire
présentée
et soutenue publiquement par
Cédric LE CAIGNEC
le 27 Avril 2004, devant le jury ci-dessous
Président du jury : Mr H. LE MAREC, Professeur, Université de Nantes
Rapporteurs : Mr C. FEREC, Professeur, Université de Brest
Mr P. BOUVAGNET, Maître de conférences universitaire-praticien
hospitalier, HDR, Université de Lyon
Examinateurs : Mr J.P. MOISAN, Professeur, Institut de Génétique Nantes Atlantique
Mr J.J. SCHOTT, Chargé de recherche 1 INSERM, HDR, Nantes
Mr J.M. RIVAL, Docteur, Service de Génétique Médicale, Nantes
Directeur de Thèse : Mr J.P. MOISAN, Professeur, Institut de Génétique Nantes Atlantique

Sommaire
Introduction générale 9
I. Introduction 11
I.1. Épidémiologie des malformations cardiaques 11
I.2. Éléments d’embryologie cardiaque 13
I.2.1. Formation du tube cardiaque primitif 13
I.2.2. Formation de la boucle cardiaque 16
I.2.3. Développement du conotroncus 17
I.2.4. Rôle des cellules de la crête neurale cardiaque 18
I.2.5. Les cardiopathies conotroncales : anomalie de développement du conotroncus 20
I.3. Aspects génétiques du développement cardiaque 23
I.3.1. Stades précoces de la différenciation cardiaque 23
I.3.2. Fusion des tubes cardiaques primitifs 24
I.3.3. Formation des cavités cardiaques 24
I.3.4. Formation de la boucle cardiaque 25
I.4. Stratégies d’identification de gènes 26
I.4.1. Anomalies chromosomiques, recherche de microdélétion par Hybridation In Situ en
Fluorescence (FISH) et Hybridation Génomique Comparative (CGH) array
I.4.2. Analyse de liaison génétique 28
I.4.3. Approche par gènes candidats 29
I.4.4. Étude d’association-liaison 30
1

I.5. Génétique des cardiopathies conotroncales chez l’Homme 33
I.5.1. Gènes identifiés à partir des formes syndromiques 33
I.5.1.1. Le syndrome d’Alagille et le gène JAG1 33
I.5.1.1.1. Données cliniques 33
I.5.1.1.2. Données génétiques 36
I.5.1.1.2.1. Clonage du gène JAG1 36
I.5.1.1.2.2. Mutations au sein de JAG1 37
I.5.1.1.2.3. Structure de la protéine JAG1 38
I.5.1.1.2.4. Expression de JAG1 38
I.5.1.1.2.5. Fonction de JAG1 dans la voie Notch 38
I.5.1.1.2.6. Gènes de la voie Notch impliqués en pathologie humaine 39
I.5.1.2. Le syndrome de Holt-Oram et le gène TBX5 41
I.5.1.2.1. Données cliniques 41
I.5.1.2.2. Données génétiques 41
I.5.1.3. Le syndrome 22q11.2 et le gène TBX1 42
I.5.1.3.1. Données cliniques 42
I.5.1.3.2. Données génétiques 43
I.5.2. Gènes identifiés à partir des formes non syndromiques 44
I.5.2.1. Malformations cardiaques et le gène NKX2.5 44
I.5.2.2. Malformations cardiaques et le gène GATA4 45
I.5.2.3. Transposition des gros vaisseaux et les gènes ZIC3 et CFC1 46
I.5.2.4. Tétralogie de Fallot et le gène ZFPM2/FOG2 47
2

II. Résultats et Discussion 48
II.1. Etude des cardiopathies conotroncales familiales et sporadiques 48
II.1.1. Recrutement des patients 48
II.1.1.1. Critères d’inclusion des patients 48
II.1.1.2. Examens réalisés 49
II.1.2. Exploration des familles recrutées 50
II.1.2.1. Identification d’une nouvelle mutation C234Y au sein du gène JAG1 grâce à
l’étude de la famille B. (Annexe 2 : Familial deafness, congenital heart defects, and
posterior embryotoxon caused by cysteine substitution in the first EGF-like domain of
JAG1. 2002. Le Caignec C et coll. Am J Hum Genet 71 :180-186).
II.1.2.1.1. Présentation clinique de la famille B 50
II.1.2.1.2. Identification de la mutation C234Y 54
II.1.2.1.3. Arguments en faveur du caractère délétère de la mutation C234Y 57
II.1.2.1.4. Le gène JAG1 et la surdité 59
II.1.2.1.5. Suivi clinique et biologique de la famille 61
II.1.2.1.6. Le syndrome d’Alagille et les anomalies rénales 61
II.1.2.2. Exploration des autres familles recrutées 63
II.1.2.2.1. Etude de la famille G. 63
II.1.2.2.2. Etude de la famille L. 64
II.1.2.2.3. Etude de la famille T. 65
II.1.3. Exploration des cas sporadiques 66
II.2. Recrutement de fœtus avec plusieurs malformations dont une malformation cardiaque
pour la plupart et exploration par la technique de CGH array
II.2.1. Recrutement des fœtus 69
II.2.2. Identification de 9 remaniements chromosomiques 70
II.2.2.1. Foetus FR… porteur d’une microdélétion 22q11.2 70
II.2.2.2. Fœtus BR… porteur d’une délétion 15q terminale 71
II.2.2.3. Fœtus CA… porteur d’une délétion 6q terminale 72
II.2.2.4. Fœtus LA… porteur d’une délétion 16q interstitielle 74
II.2.2.5. Fœtus PA… porteur d’une trisomie 21 74
II.2.2.6. Quatre fœtus avec duplication 10q terminale 75
III. Synthèse et Conclusion 79
III.1. Stades précoces du développement cardiaque 79
3

III.2. Des programmes transcriptionnels différents selon la région cardiaque 80
III.3. Le champ cardiaque secondaire 82
III.4. Contribution des cellules des crêtes neurales 83
IV. Références bibliographiques 86
V. Annexes 97
Annexe 1. Projet validé par le CCPPRB portant sur l’étude des malformations cardiaques
conotroncales familiales et sporadiques
Annexe 2. Publication : Familial deafness, congenital heart defects, and posterior
embryotoxon caused by cysteine substitution in the first EGF-like domain of
JAG1. 2002. Le Caignec C et coll. Am J Hum Genet 71 :180-186
Annexe 3. Projet validé par le comité scientifique du CHU de Nantes portant sur l’étude par
technique de CGH array des anomalies génétiques observées chez des fœtus
polymalformés
Annexe 4. Autres articles publiés ou sous presse
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