génétique©a-iade/l-école-d... · 1 cours eia, 1 ère année, 11 oct 2012 pr cyril goizet...
TRANSCRIPT
1
Cours EIA, 1ère année, 11 Oct 2012Pr Cyril Goizet
Service de Génétique Médicale, CHU BordeauxLaboratoire MRGM, Université Bordeaux
Génétique
SERVICE DE GENETIQUE MEDICALE
CLINIQUE- consultation
- conseil génétique- diagnostic anténatal
- diagnostic présymptomatique
CHROMOSOMIQUE- caryotype
- analyse de microréarrangements
MOLECULAIRE- recherche de mutations
dans des gènes
Mode de fonctionnement mixte Clinico - Biologique
Discipline transversale
Neurologie
Mucoviscidose Surdités Dermatologie
Gynécologie - obstétriquePédiatrie
Pédo-psychiatrie
... Autres ... Oncologie
Bases de l’héréditéHérédité Mendélienne vs non Mendélienne
• Définitions• Hérédité Mendélienne
– Transmission autosomique dominante– Transmission autosomique récessive– Transmission liée lié à l’X
• Hérédité non Mendélienne– Disomie uniparentale, digénisme,
mitochondriale…– Hérédité multifactorielle
Bases de l’héréditéHérédité Mendélienne vs non Mendélienne
• Définitions• Hérédité Mendélienne
– Transmission autosomique dominante– Transmission autosomique récessive– Transmission liée lié à l’X
• Hérédité non Mendélienne– Disomie uniparentale, digénisme,
mitochondriale…– Hérédité multifactorielle
L’ADN DANS LA CELLULE
2
BRASSAGE DES GENES
Définitions
Autosomes: chromosomes communs aux 2 sexes (1 à 22)
Gonosomes: chromosomes sexuels (X et Y)
Allèles : formes différentes d’un même gène àun locus donné
Chromosome 11 Génétique Physique Génique Morbide
CARTOGRAPHIE CHROMOSOMIQUE
Marqueurs polym
orphiques
Clones génom
iques
Gènes
Maladies
locus SPG15
2,64 Mb
Identification Spg15
Définitions
Autosomes: chromosomes communs aux 2 sexes
Gonosomes: chromosomes sexuels (X et Y)
Allèles : formes différentes d’un même gène à un locus donné
- beaucoup de gènes ont un seul allèle- différent par une variation de séquence.
Ex. : groupe sanguin : A, B, ONB : variation séquence ≠ mutations
Génotype : constitution génétique d’une personne àun (ou plusieurs) locus donnés
3
génome humain : 1 milliard de bases
1 page : 6080 bases
chromosome 1 : 40329 pages
chromosome 21 : 7726 pages
génome entier : 493421 pages
LE LIVRE DU GENOME
1 gaattcattt cacagcttca ttgccctggc caggttgaac catgtcaagg aaactgtgag61 cagcatattc aaaacacaaa cattgcttgg cactttggca ctgttttttt tttttttttt
121 ttttttttcc aagcttgtct cccagttagg aacagcctgg aagtcactag tccagactgt181 gacaagtggt ggaacccggc tcccaggcat tgtggaaata cggttcattg tcacagccac241 gccaggcctc ggcggagaac tgcgcagcca ggtctgagcg gcaatgcgct ggctcttctg301 ctgcagctgg ggaccacgtg caggcagctg ggaggtagat tcctgtacct gctgctctgt361 gcttagtgct ggcttgtcat ggggctagag gttactagtg tggatgataa aaaatattcg421 ttctgacatt agtagttctg caaatacaca cgctatagcc catgtatcag cagctctgga481 ataatgtctt gcctcgataa gtagctctgg gactcggaat gttgcagctg ctagatccag541 atctgcccaa ggcttcaaag gtgaacaaaa aaatagagtg ccactcatat cagtgatttg601 gactcgaatt tactcaggat ctttactcat agttaaaata ttggcaggtt ctacatacct661 atgcaactcc cagtggtcat gcaggcagca aactgcatct aggatgggag gtgatgatga721 cctcactatc ccccaaggta actgagctgg cttcttgttt gttagtagct ctgcaccact781 agattataag tcagaggtca cacagaagcc ctacttccat gtcagcatga gacagaaaga841 ctttccgaag agggagggcc cgtgggtgct caagcttgtg aaggaaccac ctttcctctt901 ggctttgtag acacgacccc aagtgcctca gcctactttg cagtcctcag attcaaacag961 gtcctcaagc ggctcccact tgctggacag cttcagttta aagtcacagt ccatggtcac
Définitions (suite)
Phénotype : désigne les caractères observés sous la forme
d’une caractéristique physique, biologique, ou moléculaire (pas
forcément pathogène : groupe sanguin, couleurs des yeux, des
cheveux..)
Maladie monogénique : mal. héred. due à une mutation dans
un seul et unique gène, sur un seul ou sur les 2 chromosomes
d ’une même paire
Cas index ou probant ou propositus : premier cas identifié
dans la famille
Définitions (suite)
Homozygote : individu avec deux allèles identiques
Hétérozygote : individu avec deux allèles différents
Hétérozygote composite : individu avec deux
allèles différents
Hémizygote : individu ne portant qu ’un seul allèle à
un locus donné (chromosome X chez les hommes)
Bases de l’héréditéHérédité Mendélienne vs non Mendélienne
• Définitions
• Hérédité Mendélienne– Transmission autosomique dominante
– Transmission autosomique récessive
– Transmission liée lié à l’X
• Hérédité non Mendélienne– Hérédité multifactorielle
Hérédité autosomique dominante
* gènes situés sur les autosomes* mutation d’une seule copie du gène suffisante pour observer les signes de la maladie
* maladie s’exprime chez les hétérozygotes♀ = ♂, état homozygote : souvent létal mais
parfois idem
* Transmission verticale
4
1/2 1/2
Hérédité autosomique dominante
Expressivité variable : sévérité différente d’un sujet à l’autre- intra et inter-familiale
- recherche de signes cliniques a minimaPénétrance : pourcentage des sujets porteurs
d’une mutation dominante et exprimant la maladie pénétrance incomplète ou âge-dépendantesauts de génération
Hérédité autosomique dominante
• Mutation de novo– Premiers cas de maladie AD : mutations de novo le plus souvent (10-5 à 10-6)
–Typiquement pères d’“ âge avancé ”
• Mosaïcisme germinal
Hérédité autosomique récessive
• gènes situés sur les autosomes• atteinte des 2 copies du gène nécessaire
– la maladie s’exprime uniquement chez les homozygotes ou les hétérozygotes composites– porteurs hétérozygotes sains (parents)
• transmission horizontale
1/4 1/2 1/4
Aa Aa Aa
AA aa aa AA Aa Aa
aa AaAa Aa
A gène saina gène muté
Hérédité autosomique récessive
Isolats génétiques :petits groupes dans lesquels la fréquence de certains gènes récessifs est sensiblement différente de la population ; isolement souvent en raison de barrières géographiques, religieuses ou linguistiquesEx.: maladie de Tay-Sachs et Juifs Ashkénazes
porteurs : 3% maladie : 1/3600 vs 1/360000
Effet fondateur :un ancêtre commun porteur de la mutation transmise Ex.: mutation basque du gène CFTR
5
Hérédité liée à l ’X
• gènes responsables situés sur le chromosome X
• expression surtout chez les garçons
hémizygotes : porteur d’un seul chromosome X
• femmes hétérozygotes
– conductrices cliniquement saines (le plus souvent ?) mais peuvent transmettre la maladie
• jamais de transmission père-fils
Hérédité liée à l ’X
Lyonnisation de l’X :* inactivation de la plus grande partie des gènes
situés sur un des X est des cellules féminines (corpuscule de Barr) ; méthylation de l ’ADN ; centre d ’inactivation en Xq13
* précoce (dès les premières phases du
développement embryonnaire)
* au hasard sur l’un ou l’autre des chromosomes
* « définitive », clonale, lorsqu’elle est acquise dans
une cellule donnée
Bases de l’héréditéHérédité Mendélienne vs non Mendélienne
• Définitions• Hérédité Mendélienne
– Transmission autosomique dominante– Transmission autosomique récessive– Transmission liée lié à l’X
• Hérédité non Mendélienne– Disomie uniparentale, digénisme, mitochondriale…– Hérédité multifactorielle
Hérédité mitochondriale
Mitochondriale : mode héréditaire concernant la transmission de la maladies génétiques dues à des anomalies de l ’ADN mitochondrialNB: génome mitochondrial peut varier d’une mitochondrie àl’autre cohabitation de différentes populations de mitochondries (hétéroplasmie).
sévérité des signes : fonction de la proportion de mitochondries mutées dans un tissu donné
destruction des mitochondries du spermatozoïde lors de la fécondation
transmission par les femmes, à tous leurs enfants
6
Diagnostic Prénatal
• Maladies très sévères et incurables• Soumis à l’avis d’un CPDPN• Méthode directe ou indirecte• Biopsie de trophoblaste ou amniocentèse• IMG en cas de fœtus atteint
– Pas de limite de date
Diagnostic Présymptomatique
• Le DPS s’applique aux situations dans lesquelles la révélation d’un résultat défavorable signifie l’apparition inéluctable de la maladie au cours de la vie (Harper, J Med Genet, 1997)
• Nouvelle approche en Génétique Médicale :– Sujets asymptomatiques à haut risque (histoire
familiale informative)– Maladies se développant tardivement– Maladies monogéniques Mendéliennes vs multifactoriel
(seulement des facteurs de prédisposition)
Entrée dans le protocole
Consultation d’information
Consultations avec les différents intervenants
Prélèvement
Résultat
Suivi post résultat
Suivi à moyen terme
Suivi à long terme
Les résultats sont donnés par un membre de l’équipe au cours d’une consultation dont la date est fixée à l’avance.
Le candidat doit venir en consultation deux fois dans le mois qui suit le résultat S’il ne le fait pas un membre de l’équipe lui téléphone.
Le suivi est proposé quel que soit le résultat, avec soutien psychologique et social.
Les modalités (consultation, téléphone, fréquence…) et l’interlocuteur au sein de l’équipe sont laissées au choix par le candidat.
Le candidat exprime ses motivations et anticipe ses réactions en fonction du résultat.
Evaluation du profil psychologique du candidat.
Les consultations sont séparées d’environ 15 jours à 1 mois. Le candidat peut choisir d’espacer les consultations ou de revoir les intervenants. Recueil de la confirmation moléculaire du diagnostic dans la famille.
Il est libre d’abandonner à tout moment
Arbre généalogique, Informations sur la maladie, le mode d’hérédité et le test.
Information
Préparation
Analyse
Suivi
Nouveaux loci/gènesSpectres mutationnels
Spectre phénotypiqueCorrélations P-GFréquence des mutationsTransfert vers le diagnostic
MRGM - Objectifs et Stratégie générale
Mécanismes physiopathologiquesVoies métaboliques
Conséquences fonctionnelles des mutationsValidation des variants faux-sens
Essais in vitro sur modèles cellulairesEssais in vivo sur modèles animaux
Cibles thérapeutiquesStratégies thérapeutiques
Etudes préliminaires de toxicité et de faisabilité
Essais thérapeutiques
SPG15
Family 761bFamily 761a
7 8
113 54 6
2 1
9 10
2
4
3
T
T
562
A
52
4
3
G
T
562
A
32
4
-
T
T
562
A
52
4
-
G
T
562
A
32
3
T
TA
-
4562
2
1
C
TA
-
4323
2
3
G
C
512
C
22
4
3
G
T
512
C
62
4
3
G
C
512
A
22
4
3
G
T
512
C
62
4
3
G
T
512
C
63
4
8
G
T
162
A
21
5
3
G
C
112
C
12
4
3
G
C
512
C
2
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632
3
8
G
T
62
A
22
4
3
G
C
512
C
2
4A
1
C
1
5
3
G
C
162
A
12
4
3
G
T
512
C
6
A C
2
1
C
GA
2
4
3
T
T
562
A
5 1
4323
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632 AA
2
4
-
G
T
562
A
38
-
C
TA
6
5
332
5A C
A A A C A A A C AA A A A A4
Family 761bFamily 761a
7 8
113 54 6
2 1
9 10
2
4
3
T
T
562
A
52
4
3
G
T
562
A
32
4
-
T
T
562
A
52
4
-
G
T
562
A
32
3
T
TA
-
4562
2
1
C
TA
-
4323
2
3
G
C
512
C
22
4
3
G
T
512
C
62
4
3
G
C
512
A
22
4
3
G
T
512
C
62
4
3
G
T
512
C
63
4
8
G
T
162
A
21
5
3
G
C
112
C
12
4
3
G
C
512
C
2
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632
3
8
G
T
62
A
22
4
3
G
C
512
C
2
4A
1
C
3
8
G
T
62
A
22
4
3
G
C
512
C
2
4A
1
C
1
5
3
G
C
162
A
12
4
3
G
T
512
C
6
A C
1
5
3
G
C
162
A
12
4
3
G
T
512
C
6
A C
2
1
C
GA
2
4
3
T
T
562
A
5 1
4323
rs869834
D14S1012D14S981D14S588D14S1029D14S1002
rs1863766
D14S1038D14S1064
rs935340
rs2065632 AA
2
4
-
G
T
562
A
38
-
C
TA
6
5
332
5A C
2
4
-
G
T
562
A
38
-
C
TA
6
5
332
5A C
A A A C A A A C AA A A A A4
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
3 111 23 24 43 13 21 14 41 25 91 16 66 6
*
277 278
*
279 280 282281
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 111 53 24 43 13 21 44 41 25 91 16 66 2
1 15 22 14 41 12 24 10 02 29 21 16 72 1
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 12 111 34 41 32 31 14 42 10 01 17 61 6
1 15 52 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
*
268
*
269
270 271
*
272
*
273
*
274
*
275
*
276
*
283
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 35 112 34 41 32 34 14 42 19 51 16 62 6
1 12 112 34 41 32 31 44 12 19 91 16 62 1
1 11 21 14 41 12 24 14 20 02 21 17 11 3
Family TUN 30
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
*
90
*
94
*
91
*
92
*
93
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 25 102 24 123 71 42 44 82 22 11 11 53 2
2 110 51 24 123 73 42 44 82 26 11 18 12 3
2 12 52 24 123 73 43 44 82 26 11 16 52 2
2 110 51 24 123 31 12 24 42 26 21 18 12 3
2 210 102 24 43 31 12 24 42 26 21 18 52 2
Family TUN 8
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31F
amily
FAM
16:
20.
14 M
b
Fam
ilyF
AM 1
6: 1
9.67
Mb
Fam
ilyFA
M 8
: 7.4
8 M
b
Family TUN 16
D 14S1064 D 14S285D 14S1038D 14S1012D 14S981D 14S1069D 14S1065D 14S588D 14S1029D 14S1002D 14S1266D 14S61D 14S270
9 29 22 2
12 44 31 53 43 12 22 81 10 03 6
1 25 22 22 44 31 53 41 12 27 81 10 02 6
9 99 92 2
12 124 41 13 33 32 22 21 10 03 3
*
154
*
155
*156 157 158 159 160
*161 162 163
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
9 19 52 212 20 01 13 33 12 22 71 10 03 2
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
3 111 23 24 43 13 21 14 41 25 91 16 66 6
*
277 278
*
279 280 282281
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 111 53 24 43 13 21 44 41 25 91 16 66 2
1 15 22 14 41 12 24 10 02 29 21 16 72 1
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 12 111 34 41 32 31 14 42 10 01 17 61 6
1 15 52 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
3 111 23 24 43 13 21 14 41 25 91 16 66 6
*
277 278
*
279 280 282281
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 111 53 24 43 13 21 44 41 25 91 16 66 2
1 15 22 14 41 12 24 10 02 29 21 16 72 1
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 12 111 34 41 32 31 14 42 10 01 17 61 6
1 15 52 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
1 15 22 24 41 12 24 44 42 29 91 16 62 2
*
268
*
269
270 271
*
272
*
273
*
274
*
275
*
276
*
283
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 35 112 34 41 32 34 14 42 19 51 16 62 6
1 12 112 34 41 32 31 44 12 19 91 16 62 1
1 11 21 14 41 12 24 14 20 02 21 17 11 3
Family TUN 30
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
*
90
*
94
*
91
*
92
*
93
D14S1064D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
1 25 102 24 123 71 42 44 82 22 11 11 53 2
2 110 51 24 123 73 42 44 82 26 11 18 12 3
2 12 52 24 123 73 43 44 82 26 11 16 52 2
2 110 51 24 123 31 12 24 42 26 21 18 12 3
2 210 102 24 43 31 12 24 42 26 21 18 52 2
Family TUN 8
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31F
amily
FAM
16:
20.
14 M
b
Fam
ilyF
AM 1
6: 1
9.67
Mb
Fam
ilyFA
M 8
: 7.4
8 M
b
Family TUN 16
D 14S1064 D 14S285D 14S1038D 14S1012D 14S981D 14S1069D 14S1065D 14S588D 14S1029D 14S1002D 14S1266D 14S61D 14S270
9 29 22 2
12 44 31 53 43 12 22 81 10 03 6
1 25 22 22 44 31 53 41 12 27 81 10 02 6
9 99 92 2
12 124 41 13 33 32 22 21 10 03 3
*
154
*
155
*156 157 158 159 160
*161 162 163
D14S1064 D14S285D14S1038D14S1012D14S981D14S1069D14S1065D14S588D14S1029D14S1002D14S1266D14S61D14S270
9 19 52 212 20 01 13 33 12 22 71 10 03 2
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31
(55.57)(56.04)(58.69)(62.89)(64.88)(67.45)(67.97)(69.29)(69.56)(70.37)(75.20)(75.40)(75.71)
0.472.654.201.992.570.521.320.270.814.830.200.31
FIG 2
MARKERS bp Bandcentromere
D14S1012 62 892 072 14q23.2 9 3 11 1D14S1001 63 163 562 2 3 2 3D14S63 63 720 760 5 4 9 4D14S982 64 150 764 4 2 3 2D14S1046 64 252 754 19 5 19 5D14S981 64 884 157 3 3 5 3D14S125 65 447 646 3 1 2 1VNTR25TG 66 911 503 4 3 5 3D14S1069 67 457 907 2 2 6 2D14S1065 67 975 403 4 3 1 3D14S554 68 943 562 1 1 3 1D14S588 69 289 876 10 8 9 8D14S1029 69 560 154 2 3 1 2D14S258 69 652 605 14q24.2 8 3 3 3VNTR17AC 69 750 020 2 5 3 5D14S1002 70 370 677 2 2 3 2
telomere
D14S1012 62 892 072 3 1 3 1 3 1 9 11 3 11 3 11 9 1 9 1D14S1001 63 163 562 3 3 3 3 3 3 2 2 3 2 3 2 3 3 2 3D14S63 63 720 760 4 4 4 4 4 4 5 9 4 9 4 9 4 4 5 4D14S982 64 150 764 2 2 2 2 2 2 4 3 2 3 2 3 2 2 4 2D14S1046 64 252 754 5 5 5 5 5 5 19 19 5 19 5 19 5 5 19 5D14S981 64 884 157 3 3 3 3 3 3 3 5 3 5 3 5 3 3 3 3D14S125 65 447 646 1 1 1 1 1 1 3 2 1 2 1 2 1 1 3 1VNTR25TG 66 911 503 3 3 3 3 3 3 4 5 3 5 3 5 3 3 4 3D14S1069 67 457 907 2 2 2 2 2 2 2 6 2 6 2 6 2 2 2 2D14S1065 67 975 403 3 3 3 3 3 3 4 1 3 1 3 1 3 3 4 3D14S554 68 943 562 1 1 1 1 1 1 1 3 1 3 1 3 1 1 1 1D14S588 69 289 876 8 8 8 8 8 8 10 9 8 9 8 9 8 8 10 8D14S1029 69 560 154 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2D14S258 69 652 605 3 3 3 3 3 3 8 3 3 3 3 3 3 3 3 3VNTR17AC 69 750 020 5 5 5 3 5 5 2 2 5 2 5 2 5 5 5 5D14S1002 70 370 677 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 2 2 2
1 2
3 4 6 7 8 9 10 11
FAMILY 353
MARKERS bp Bandcentromere
D14S1012 62 892 072 14q23.2 9 3 11 1D14S1001 63 163 562 2 3 2 3D14S63 63 720 760 5 4 9 4D14S982 64 150 764 4 2 3 2D14S1046 64 252 754 19 5 19 5D14S981 64 884 157 3 3 5 3D14S125 65 447 646 3 1 2 1VNTR25TG 66 911 503 4 3 5 3D14S1069 67 457 907 2 2 6 2D14S1065 67 975 403 4 3 1 3D14S554 68 943 562 1 1 3 1D14S588 69 289 876 10 8 9 8D14S1029 69 560 154 2 3 1 2D14S258 69 652 605 14q24.2 8 3 3 3VNTR17AC 69 750 020 2 5 3 5D14S1002 70 370 677 2 2 3 2
telomere
D14S1012 62 892 072 3 1 3 1 3 1 9 11 3 11 3 11 9 1 9 1D14S1001 63 163 562 3 3 3 3 3 3 2 2 3 2 3 2 3 3 2 3D14S63 63 720 760 4 4 4 4 4 4 5 9 4 9 4 9 4 4 5 4D14S982 64 150 764 2 2 2 2 2 2 4 3 2 3 2 3 2 2 4 2D14S1046 64 252 754 5 5 5 5 5 5 19 19 5 19 5 19 5 5 19 5D14S981 64 884 157 3 3 3 3 3 3 3 5 3 5 3 5 3 3 3 3D14S125 65 447 646 1 1 1 1 1 1 3 2 1 2 1 2 1 1 3 1VNTR25TG 66 911 503 3 3 3 3 3 3 4 5 3 5 3 5 3 3 4 3D14S1069 67 457 907 2 2 2 2 2 2 2 6 2 6 2 6 2 2 2 2D14S1065 67 975 403 3 3 3 3 3 3 4 1 3 1 3 1 3 3 4 3D14S554 68 943 562 1 1 1 1 1 1 1 3 1 3 1 3 1 1 1 1D14S588 69 289 876 8 8 8 8 8 8 10 9 8 9 8 9 8 8 10 8D14S1029 69 560 154 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2D14S258 69 652 605 3 3 3 3 3 3 8 3 3 3 3 3 3 3 3 3VNTR17AC 69 750 020 5 5 5 3 5 5 2 2 5 2 5 2 5 5 5 5D14S1002 70 370 677 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 2 2 2
1 2
3 4 6 7 8 9 10 11
FAMILY 353 FAMILY 444
Elle
uch
et a
l 200
7; 5.33
Mb
Fa
mily
444
; 3.4
6 M
b
Fa
mily
353
; 6.6
6 M
b
This study2.64 Mb
14q24.2
14q23.3
14q23.3
14q24.2
14q23.2
MARKERS bp Bandcentromere
D14S1064 55 573 325 14q22.3 2 1D14S1026 63 789 941 5 3D14S1024 64 246 039 1 6D14S1046 64 252 754 1 1D14S981 64 884 157 1 3D14S125 65 447 646 1 1VNTR20CA 66 572 772 4 3VNTR25TG 66 911 503 1 2D14S1069 67 457 907 14q24.1 2 6D14S1065 67 975 403 2 2D14S1011 68 635 667 3 8D14S554 68 943 562 2 1D14S588 69 289 876 4 1D14S1029 69 560 154 2 2D14S258 69 652 605 8 6VNTR17AC 69 750 020 4 1D14S1002 70 370 677 14q24.2 8 8D14S277 72 097 058 1 9
telomere
D14S1064 55 573 325 5 2 5 1 5 1D14S1026 63 789 941 5 3 5 5 5 5D14S1024 64 246 039 2 6 2 1 2 1D14S1046 64 252 754 1 1 1 1 1 1D14S981 64 884 157 1 3 1 1 1 1D14S125 65 447 646 1 1 1 1 1 1VNTR20CA 66 572 772 4 3 4 4 4 4VNTR25TG 66 911 503 1 2 1 1 1 1D14S1069 67 457 907 2 2 2 2 2 2D14S1065 67 975 403 2 2 2 2 2 2D14S1011 68 635 667 3 3 3 3 3 3D14S554 68 943 562 2 2 2 2 2 2D14S588 69 289 876 4 4 4 4 4 4D14S1029 69 560 154 2 2 2 2 2 2D14S258 69 652 605 8 8 8 8 8 8VNTR17AC 69 750 020 4 4 4 4 4 4D14S1002 70 370 677 8 8 8 8 6 8D14S277 72 097 058 1 1 1 1 1 1
1
6 7 9
7
14q24.1
65 66 67 68 69 70 Mb
200 kb14q23.3 14q24.2
VN
TR
25
TG
D1
4S1
029
D1
4S1
25
D14
S1
069
D1
4S1
011
D14
S1
065
D1
4S5
54
D1
4S2
58
EIF
2S1
PLE
K2
C14
orf 8
3
PLE
KH
H1
PIG
HA
RG
2V
TI1
BR
DH
11R
DH
12
ZF
YV
E26
RA
D51
L1
ZFP
36L
1FL
J397
79
AC
TN
1
WD
R22
EX
DL
2G
AL
NT
L1
ER
HSL
C39
A9
KIA
A02
47SF
RS5
SLC
0A1
SMO
C1
SLC
8A3
#
GP
HN
#
MP
P5
14q24.1
14q24.1
65 66 67 68 69 70 Mb
200 kb14q23.3 14q24.2
VN
TR
25
TG
D1
4S1
029
D1
4S1
25
D14
S1
069
D1
4S1
011
D14
S1
065
D1
4S5
54
D1
4S2
58
EIF
2S1
PLE
K2
C14
orf 8
3
PLE
KH
H1
PIG
HA
RG
2V
TI1
BR
DH
11R
DH
12
ZF
YV
E26
RA
D51
L1
ZFP
36L
1FL
J397
79
AC
TN
1
WD
R22
EX
DL
2G
AL
NT
L1
ER
HSL
C39
A9
KIA
A02
47SF
RS5
SLC
0A1
SMO
C1
SLC
8A3
#
GP
HN
#
MP
P5
14q24.1
65 66 67 68 69 70 Mb
200 kb200 kb14q23.3 14q24.2
VN
TR
25
TG
D1
4S1
029
D1
4S1
25
D14
S1
069
D1
4S1
011
D14
S1
065
D1
4S5
54
D1
4S2
58
EIF
2S1
PLE
K2
C14
orf 8
3
PLE
KH
H1
PIG
HA
RG
2V
TI1
BR
DH
11R
DH
12
ZF
YV
E26
RA
D51
L1
ZFP
36L
1FL
J397
79
AC
TN
1
WD
R22
EX
DL
2G
AL
NT
L1
ER
HSL
C39
A9
KIA
A02
47SF
RS5
SLC
0A1
SMO
C1
SLC
8A3
#
GP
HN
#
MP
P5
14q24.1
SEQUENCEURS HAUT DEBIT
Glenn, Mol Eco Res, 2011
Génome complet vs exome (ou set de gènes, ou région spécifique)
Cout génome complet : 5000 $ ; exome 1000-2500 $
Aspects pratiques :
•Quelques patients suffisent
•Maladies AD : trio (patient + parents), recherche m utation de novo
•Maladies AR : familles consanguines (+/- HZM)
•Filtres utilisés sur les SNP détectés :
� Enlever ceux répertoriés dans dbSNP (pb des faux SNP: mutations)� enlever les silencieux� prédiction de pathogénicité� % HZ et HTZ population� deux mut si AR, de novo si AD� comparaison de membres atteints et sains d’une même famille� même gène chez patients de différentes familles, …
=> restreint à quelques gènes
STRATEGIES DE NGS PROJETS REALISES
Génomes individuels (parmi plus de 5000): James Watson, Craig Venter, Steve Jobs, James Lupski, George Church, Hermann Hauser, Seong-JinKim, Marjolein Kriek.
Identification de gènes de maladies génétiques: Maladies hautement hétérogènes génétiquement, forme s très rares, AR ou AD
CMT (SH3TC2), syndrome de Miller (DHODH), anomalies corticales (lissencéphalie, schizencéphalie, polymicrogyrie, hypoplasie cérébelleuse) (WDR2), surdité (GPSM2), syndrome 3M (CCDC8), rétinite pigmentaire (MAK), syndrome Taybi-Linder (TALS) (snRNA U4atac, spliceosome), Hajdu-Cheney syndrome (ostéoporose) (Notch2), syndrome de Kabuki (MLL2), ataxie spinocérebelleuse (TGM6), High myopia(ZNF644), …Cancer : carcinome rénal (PBRM1), …Traits multifactoriels: adaptation à la haute altitude (EPAS1, facteur de
transcription impliqué dans la réponse à l’hypoxie)
Projet 1000 génomes : www.1000genomes.org
Nombre de Refs Pubmed : human genome sequencing (6973) ; NGS (1972) ; exome sequencing (361).
Maladie de Steinert
Les Myotonies• Myotonie = état d’hyperexcitabilité des fibres
musculaires → lenteur anormale et indolore àla décontraction musculaire
• Action volontaire ou déclenchée électriquement → salves de potentiels d’action répétitifs
Myotonie : améliorée par l’effort, non sensible au froidParamyotonie : aggravée par l’effort, sensible au froid
8
Myotonie spontanée
Myotonie provoquée
CLASSIFICATION
MYOTONIE
Dystrophique Non dystrophique
MD 1MD 2Autre?
Paramyotonie congénitaleMyotonie aggravée par le K+Myotonie aggravée par le froidMyotonie congénitale
• Maladie neuromusculaire la plus fréquente chez l’adulte
• Prévalence = 1/8 000 à 1/10 000
• Atteinte multisystémique• Transmission AD • Anticipation génétique dûe à une
amplification de triplets
Maladie de Steinert / DM1
• Expressivité variable• 4 présentations cliniques principales :
– Forme bénigne tardive• asymptomatique, cataracte
– Forme adulte classique
– Forme juvénile– Forme néonatale (10%)
• hydramnios, hypotonie, tr. succion/déglutition, détresse respiratoire, mortalité périnatale, RPM sévère
DM1. DM1. Clinique• Myotonie
• Faiblesse musculaire• Amyotrophie
• Visage figé
• Ptôsis• Arythmies
• Cataracte
• Atteinte respiratoire
• Tr. comportement
• Tr. cognitifs• Hypersomnie
• Tr. digestifs
• Calvitie• Atrophie testiculaire
• Hyperinsulinisme
9
DM1 Adulte DM1 Juvénile
DM1. Paraclinique
• EMG : salves myotoniquesprédominant dans les muscles distaux et la face
• Biopsie : processus dystrophique, inclusions intranucléaires d’ARNm
• Cardiaque annuellement– ECG, échocardiographie, holter ECG/24h, stimulation
endocavitaire• Respiratoire
– EFR, gazométrie, examen polysomnographique• Ophtalmologique
– Lampe à fente• Endocrinienne
– Métabolisme des glucides• Complications à prévenir
– Anesthésiques (thiopentone, suxamethonium, neostigmine, halothane, et excep vecuronium)
• Risque insuffisance respiratoire aigue– Accouchement
• Myotonie utérine
DM1. Surveillance
• Localisation en 19q13.3• Géne DMPK, 15 exons, fonction inconnue• Répétition (CTG)n en région 3’ transcrite
non traduite– normal : 5 – 35 CTG
– prémutation : 36 – 49 CTG – mutation ≥ 50 CTG
DM1. Génétique 1 DM1. Génétique 2
• Corrélation inverse entre l’âge de début et la taille de l’amplification de CTG
• Corrélation entre la sévérité de la maladie et la taille de l’amplification de CTG
50 – 200 : forme bénigne200 – 500 : forme classique400 – 700 : forme juvénile> 1000 : forme congénitale
10
• Mécanismes moléculaires encore obscurs• Plusieurs hypothèses explorées :
– DMPK :expression diminuée• Modèle murin : tr. conduction cardiaque
– SIX5 (facteur de transcription) : expression fortement diminuée
• Modèle murin : cataractes précoces
– Effet toxique de l’amplification CTG• Modèle murin : myotonie, modifications
histologiques
DM1. Génétique 3
• Altération de la formation et/ou de la stabilité de l’ARNm– Par séquestration des protéines majeures
de liaison à l’ARN (régulation de l’épissage et de la traduction)
• CUGBP1,• MBNL, MBLL, MBXL : présentes dans les
inclusions ribonucléaires chez DM1
– Par épissage alternatif perturbé• Récepteur à l’insuline → résistance à l’insuline• Tau → Tr cognitifs et comportementaux
DM1. Génétique 4 DM1. Conseil génétique
• Risque de transmission 50%• Formes néonatales lors des transmissions
maternelles, mais pas exclusivement• DPN• Diagnostic présymptomatique
– Bénéfice médical : suivi– DPN– Orientation professionnelle
Hyperthermie maligne
Hyperthermie maligne
• Maladie des muscles périphériques:– prévalence 1/3 000– incidence 1/5 000 à 1/50 à 100 000 anesthésies
• Réponse hypermétabolique en présence:– d’anesthésiques inhalés (halothane, isoflurane, sevoflurane,
desflurane, enflurane)– relaxant musculaire dépolarisant : succinylcholine– exercices musculaires +++ ou exposition à la chaleur +++
• � contractures des muscles squelettiques, glycogénolyse, métabolisme cellulaire �, élévation de la température et lactates �
11
Clinique
• acidose, hypercapnie, tachycardie, hypoxémie, rhabdomyolyse (CPK > 20 000, hyperkaliémie (risque cardiaque), myoglobinurie (risque rénal)
• 1ers signes = hypercapnie, tachycardie– En salle op. le + souvent
– sinon en postop. Immédiat
• Ttt immédiat, sinon décès– dantrolene +++
Tests diagnostiques
• Biopsie musculaire avec test de contraction : mesure de la contraction in vitro en réponse à des doses croissantes avec caféine et halothane
• 2 gènes connus– Transmission AD
• prédisposition +++ dans certaines maladies musculaires : myopathies à central core, myopathies à multiminicore, syndrome de King
Conclusions
• Apport de la génétique dans les ataxies et PSH– Arbre décisionnel y compris pour cas
sporadiques– Progrès en diagnostic � précision du conseil
génétique, DPN, DPS– Amélioration des connaissances physiopath
• Y compris formes communes• Aide au développement de modèles • Détermination de nouvelles cibles ttt