BIOLOGIE & SANTÉ 2011 Identification d’un nouveau gène par 

Identification d’un nouveau gène par
cartographie par homozygotie et analyses

Acronyme du Projet: BardetBiedl / Programme: Maladies Rares / 2006
BIOLOGIE & SANTÉ 2011
, un nouveau gène impliqué dans le syndrome de BardetBiedl
augmentant le spectre phénotypique des ciliopathies
Stoetzel C1, Bei X3, Schaefer E1, Zaloszyc A1, Perdomo Y2, Aliferis K2, Toutain A4, Gérard M5, Perrin L5, Fischbach M6, Mandel JL7, Hildebrandt F9, Katsanis N3, Marion V1 , Dollfus H1,2
Laboratoire de Génétique Médicale EA 3949, Equipe AvenirInserm, Faculté de Médecine de Strasbourg, Université De Strasbourg, Strasbourg, France (2) Centre de Référence pour les Affections Rares en Génétique
Ophtalmologique (CARGO), Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France (3) Center for Human Disease Modeling, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA (4) Service de Génétique,
Hôpitaux Universitaires de Tours, Tours, France (5) Département de génétique, APHPCHU Robert Debré, Paris, France (6) Service de Pédiatrie 1, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France (7) Laboratoire de
Diagnostic Génétique, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France and Chaire de Génétique Humaine, Illkirch, France 9Departments of Pediatrics and of Human Genetics,University of Michigan, Ann Arbor,
MI, USA.
(1)
1. Identification d’une mutation intronique profonde (c.740+356 C>T) dans le gène  pour la famille I.2
A. Ségrégation familiale
Gel d’agarose
4 patients atteints
I.2.21
I.2.25
I.2.22
c.740+356C>T
Perte ESE
c.740+356C>T
Perte ESE
B. Validation de la mutation
4 contrôles sains
RT PCR quantitative
I.2.24
I.2.23
c.740+356C>T
Perte ESE
100 bp Ladder
Le syndrome de BardetBiedl (BBS) (OMIM 209900) est une maladie autosomique récessive caractérisée cliniquement par l’association variable d’une rétinopathie pigmentaire, d’une obésité, d’une polydactylie,
d’anomalies rénales, d’un hypogonadisme et de troubles des apprentissages. Ce syndrome est hétérogène sur le plan génétique puisqu’à ce jour, 15 gènes BBS ( à ) ont été identifiés. Nous rapportons ici
l’identification du gène  comme étant le 16ème locus associé au syndrome de Bardet Biedl. A ce jour, environ 75% des familles BBS sont caractérisées sur le plan moléculaire. L’identification de nouveaux gènes BBS
pour les 25% des familles restantes est rendue difficile par la petite taille des échantillons et/ou l’absence de consanguinité.
Une étude par puce SNP (Affymetrix 6.0) nous a permis d’identifier, dans une grande famille consanguine d’origine tzigane, une petite zone d’homozygotie sur le chromosome 1 (240242.38Mb) partagée par les individus atteints
et contenant 5 gènes candidats (    ). Le séquençage de l’ADN génomique de ces différents gènes n’a pas révélé de mutation. Par contre, l’étude de l’ARN extrait de cellules de
fibroblastes a identifié, chez 4 individus atteints, une mutation intronique profonde (c.740+356C> T) à l’état homozygote prédite pour causer la perte d’un site ESE (exonic splice enhancer). Des études en RTPCR quantitative et
en Western blot ont permis de valider la pathogénicité de la mutation.
Deux autres familles BBS consanguines du laboratoire présentaient elles aussi une zone d’homozygotie comprenant . Le séquençage du gène a détecté deux nouvelles mutations: p.K227X/K227X pour la première
famille et p.R374X/R374X pour la seconde.
L'analyse parallèle d'une autre cohorte de patient BBS a identifié deux autres familles mutées dans  à l’état hétérozygote composite: p.Y232X/R247fsX250 et p.T482fsX493/D543fsX566.
I.2.21
c.740+356C>T
Perte ESE
c.740+356C>T
Perte ESE
RTPCR exons 7 à 8 de :
 un fragment unique (179 nt) chez les contrôles sains
 plusieurs fragments amplifiés chez les 4 patients atteints
Western Blot
SDCCAG8
83 kDa
βTubulin
50 kDa
Famille AR37
Famille 1063
AR37 02
3
AR37 07
p.T482fsX493/p.D543fsX566
p.Y232X/p.R247fsX250
c. 696T>G/c.740+1delG
p.R374X
p.R374X/R374X
c.1120C>T
c.1120C>T/c.1120C>T
p.K227X
p.K227X
p.K227X/K227X
c.679A>T
c.679A>T
c.679A>T/c.679A>T
AR37 05
c. 1444delA/c.1627_1630delGATA
3. Mutations décrites dans le gène  (Otto et al., 2010 et cette étude)
dans le Syndrome de BardetBiedl et le Syndrome de SeniorLöken
c.740+356C>T
(ESE loss)
p.D543AfsX23
c.1627_1630delGATA
p.Y232X
c.696G>T
BBS Mutations BBS
p.K227X
c.679A>T
(Otto et al., 2010 et cette étude)
p.T482SfsX11
c.1444delA
p.R374X
c.1120C>T
ATG
1
SLS Mutations
TGA
2
3
SLS
(Otto et al., 2010)
4
5
6
Del exon 57
7
8
9
10
11
12
c.1068+1G>A
(Splice)
p.E447GfsX16
c.1039_1040insG
Otto et al, Nat Genet. 2010 Oct;42(10):84050. Epub 2010 Sep 12.
p.E474SfsX19
c.1420delG
13
14
15
16
p.L599X
c.1796T>G
p.C649SfsX8
c.1946_1949delGTGT
3
2,5
2
I.2.24
I.2.23
I.2.22
I.2.21
0,5
0
Contrôle I.2.21
I.2.22
I.2.23
I.2.24
La quantification de la protéine SDCCAG8 chez les patients
atteints par rapport à un témoin sain confirme son extrême
réduction en corrélation avec l’analyse faite en RTPCR.
17 18
Syndrome
BardetBiedl
Phénotype
SDCCAG8
Syndrome
Alström
Syndrome
MORM
Syndrome
Senior Löken
++
++
++
++

Rétinopathie pigmentaire
++
++
++
++
++
++
Insuffisance rénale
rare
++
+
Polydactylie
++




Hypogonadisme
++
+
+
++

Troubles des apprentissages
++
++
+
++

Surdité de transmission
+
+
++
Surdité de perception
rare
Diabète
rare

++




+


Cardiomyopathie
++: critère majeur
c.740+1delG
(Splice)
4
3,5
Anomalies rénales
Obésité
II.22.22
4,5
1,5
Analyse en immunoblot de protéines extraites
d’une culture de fibroblastes chez un contrôle sain
et chez 4 patients atteints.
Critères cliniques
II.22.21
Contrôle
1
Control
Famille II.30
I.2.24
4. Phénotype des familles mutées au sein du spectre des ciliopathies
avec obésité
2. Mutations identifiées dans pour quatre autres familles
Famille II.22
I.2.23
SDCCAG8/βTubulin
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Photos des patients I.2.25 et I.2.22 atteint de BBS avec une obésité, une rétinopathie pigmentaire, une atteinte rénale, un retard mental mais pas de polydactylie.
I.2.22
RTPCR exons 8 à 9 chez 4 patients atteints:
extrème réduction (<5%) du transcrit normal
par rapport au témoin
++
+:critère mineur
Discussion: Nous avons démontré dans cette étude que  est un nouveau gène impliqué dans le syndrome de
BardetBiedl. En effet, les patients mutés présentent des signes cliniques majeurs de BBS: rétinopathie pigmentaire,
obésité, insuffisance rénale, troubles des apprentissages et hypogonadisme. De façon intéressante, l’atteinte rénale dans
le phénotype SDCCAG8 est précoce et sévère, tous les patients ont développé une insuffisance rénale terminale entre
l’âge de 5 et 31 ans. De plus, aucun des patients n’a de polydactylie, critère non obligatoire mais fréquemment retrouvé
dans le syndrome de BardetBiedl. Enfin, les patients de la cohorte française ont une atteinte ORL et respiratoire qui se
caractérise par des infections à répétition entrainant une surdité de transmission. Ces 3 signes cliniques représentent la
première corrélation génotypephénotype forte dans le syndrome de BardetBiedl. Le séquençage du gène 
devrait donc être réalisé chez des patients présentant ces signes cliniques après séquençage des mutations les plus
fréquentes dans ,  et .
Parallèlement à ce travail, des mutations dans  (NPHP10) ont été identifiées par une autre équipe grâce à une
approche de capture d’exons chez des patients présentant un syndrome de SeniorLöken (Otto  ., 2010). SDCCAG8
serait donc impliqué dans le phénotype d’au moins 2 ciliopathies: SLS et BBS.
Conclusion: Des mutations dans  sont retrouvées dans un petit nombre de familles BBS (environ 1%) mais
sont responsables d’un phénotype particuliers orientant le conseil génétique et permettant de déchiffrer l’implication
biologique des gènes BBS dans les multiples manifestations cliniques (Schaefer et al., souspresse, Mai 2011).
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