103 - Génétique humaine

CONTEXTE CLINIQUE PERTINENT: Le diagnostic de la cardiomyopathie hypertrophique (CMH) peut être difficile chez les patients présentant une hypertension artérielle systémique (HTA) et une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Un diagnostic correct et une référence pour une évaluation cardio-génétique sont fortement recommandés pour le dépistage familial. Notre objectif était de 1) identifier les facteurs prédictifs d’une évaluation génétique positive chez les patients hypertendus présentant une HVG soumis à un test de dépistage de la CMH et 2) d’établir l’implication de HTA dans l’expression phénotypique de la CMH chez les porteurs des variants causals (pathogéniques ou probablement pathogéniques) sarcomériques.

MÉTHODES ET RÉSULTATS: Les probants ainsi que leurs proches porteurs des variants causals sarcomériques évalués au Centre de génétique cardiovasculaire de l'Institut de cardiologie de Montréal sur une période de onze ans (2008-2019) ont été inclus (N = 823). Les informations cliniques, d’imagerie cardiaque et génétique ont été collectées rétrospectivement. Sur 590 probants, 200 (34%) étaient porteurs d’un variant causal sarcomérique. La proportion de probants porteurs des variants causals sarcomériques était significativement plus faible chez les hypertendus (51/257; 20%) que chez les non hypertendus (149/333; 45%; P <0,01). Les facteurs prédictifs d'une évaluation génétique positive chez les probants hypertendus (objectif 1) et ceux associés à l’expression phénotypique de la CMH chez les porteurs des variants sarcomériques (objectif 2) ont été identifiés à l'aide de l'analyse bayésienne. Parmi les patients comorbides CMH-HTA, seuls les antécédents familiaux de la CMH étaient fortement associés à la présence d’un variant causal sarcomérique (rapport de cotes [OR] 4,9, intervalle de confiance à 95% [IC] de 2,4 à 10,1; probabilité d’inclusion postérieure [PIP] de 100% ) alors que la pression artérielle systolique s’est révélée être négativement associée à la présence du variant causal sarcomérique (OR = 0,98 pour 1 mmHg d'augmentation, IC 95% 0,962-0,998; PIP 39%). Parmi les 399 porteurs des variants causals sarcomériques, L’HTA était associée à l’expression  phénotypique de la CMH (définie comme une épaisseur maximale de la paroi VG ≥13 mm; OR=3,0; IC 95% 1,3 à 6,8; PIP 79%). Ni le sexe, non plus le type de gène ou de variant (tronquant versus non-tronquant) impactaient sur l’expression phénotypique de la CMH chez les porteurs des variants causals sarcomériques.

CONCLUSION: En accord avec les études précédentes, la présence de l’HTA diminue la probabilité d'une évaluation génétique positive chez les patients présentant une HVG pathologique. Les antécédents familiaux constituent un facteur solide de prédiction de la présence du variant causal sarcomérique chez les probants hypertendus avec HVG. Nous démontrons pour la première fois que l’HTA est un facteur de risque potentiel pour l’expression phénotypique de la CMH chez divers porteurs de variants causals sarcomériques, ce qui augmente la possibilité qu’un contrôle strict de la pression artérielle puisse empêcher le développement de la CMH chez les membres de la famille à risque.

Le syndrome du X fragile (SXF) constitue la cause héréditaire la plus fréquente de déficience intellectuelle et résulte de l’absence ou d’une diminution d’expression de la protéine FMRP. FMRP est une protéine ubiquitaire de liaison aux polyribosomes dont la principale fonction est de réguler la production de protéines impliquées dans des voies de signalisation touchant plusieurs processus cognitifs et neurologiques . L’identification de ces protéines représente un besoin incontournable afin d’assurer une prise en charge effective des patients. Le but de ce projet de recherche, qui est de découvrir des protéines dont l’expression est perturbée chez le X fragile et ainsi valider leur utilité en tant que biomarqueur, s’inscrit donc dans cet optique. Pour ce faire, grâce à un protocole rigoureux appliqué sur des cellules humaines fraîchement récoltées, nous investiguons un défaut clé de la physiopathologie du syndrome; l’altération du taux de synthèse protéique, par le biais de l’étude de la cinétique et de la composition du protéome naissant. Les résultats actuels montrent une altération du taux de synthèse protéique ainsi qu’une perturbation de l’expression de plusieurs protéines identifiées à même le protéome naissant. Nous espérons que ces travaux se traduiront par le développement d’outils qui auront un impact sur la qualité de vie des personnes atteintes ainsi que de leur entourage. 

Le syndrome du X fragile (SXF) est la cause monogénique héréditaire de déficience intellectuelle (DI) la plus fréquente. Le SXF résulte d’une mutation dans le gène FMR1, qui provoque une réduction ou une absence de la protéine FMRP jouant un rôle essentiel dans la plasticité synaptique. Notre laboratoire a démontré qu’il y a une forte corrélation entre le niveau de FMRP et les capacités cognitives. En plus de la DI de modérée à sévère, 30% des garçons répondent aux critères de diagnostic du trouble du spectre de l’autisme (TSA) faisant du SXF, la première cause héréditaire de TSA. FMRP permettant de réguler la production de protéines, nous pensons que son absence affecterait de façon différente l’expression de certaines protéines chez les individus SXF prédisposés à développer le TSA. Des prélèvements sanguins seront réalisés afin de préparer des extraits protéiques. Une approche protéomique par spectrométrie de masse avec un appareil de type TimsTOF Pro sera utilisé afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs propres au TSA. Une méthode de dosage par MRM sera développée pour chacun de ses biomarqueurs à l’aide d’un QTRAP 6500+. L’identification de ces biomarqueurs permettra une prise en charge plus précoce pour les familles affectées par le SXF et le TSA qui manifeste de plus grands besoins. De plus, ces biomarqueurs soulèveront des pistes prometteuses pour mieux comprendre les causes plurigénétiques du TSA et développer des thérapeutiques mieux ciblées.

Le rachitisme vitamino-dépendant de type 1 (VDDR1) est une maladie héréditaire autosomique récessive ayant une prévalence élevée dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Il est causé par une délétion dans le gène CYP27B1 qui engendre un défaut de conversion de la vitamine D. Bien que ses conséquences sur la santé des enfants atteints soient graves, un traitement quotidien au calcitriol permet de les prévenir. Le diagnostic est présentement établi vers l’âge de 6 à 18 mois lors de l’apparition de manifestations cliniques comme des fractures, des convulsions et des retards de croissance et de développement. Le dépistage néonatal permettrait un traitement précoce qui préviendrait ces complications pour les enfants atteints. Nous avons développé un test diagnostic moléculaire ciblant le variant pathogène c.262delG causant le VDDR1. L’objectif du projet est de démontrer les avantages de l’implantation clinique de notre test diagnostique néonatal. Le test est basé sur la chimie TaqMan, qui requière une amplification de l’ADN par la technique «PCR» et la discrimination des deux allèles du gène basée sur l’acquisition de données de fluorescence. Depuis mai 2020, tous les parents de nouveau-nés de l’Hôpital de Chicoutimi ont été approchés pour participer au projet de recherche. Parmi 438 familles, 92% ont accepté de passer le test. Un taux de porteur de 1/38 a été calculé parmi les enfants testés. Nous prévoyons recruter 2000 familles et l’implanter d’ici la fin de l’année 2021.

Les dystrophies musculaires sont une classe de pathologies génétiques affectant les protéines matricielles d’ancrage des fibres musculaires causant une atteinte sévère du muscle squelettique. A ce jour, et en dépit de récents progrès, les possibilités thérapeutiques demeurent inefficaces entrainant ainsi la mort précoce du patient. Dans le cadre de ce travail, nous avons développé une nouvelle stratégie thérapeutique exploitant les capacités régénératrices des cellules souches musculaires afin d’améliorer la prise en charge des dystrophies musculaires. En effet, nous avons identifié un peptide produit par les cellules vasculaires au cours de la myogénèse régénérative possédant un effet prolifératif des cellules souches musculaires dans un modèle sévère de dystrophie musculaire chez la souris déficiente en laminine alpha-2. L’administration systémique de ce peptide a permis d’améliorer de nombreux indices de santé physique, d’augmenter la fonction musculaire contractile, et d’améliorer la fonction des cellules souches musculaires in vivo. Nous avons également effectué des expériences de profilage à haut-débit chez la souris et chez l’homme pour élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce phénotype. Nous conduisons actuellement des expérimentations ayant pour ambition de traduire ces promesses en clinique. Ainsi, ce travail ouvre une nouvelle aire dans la prise en charge des dystrophies musculaires, et ce, en augmentant la fonction des cellules souches, musculaires.

PROBLÉMATIQUE. La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie héréditaire multisystémique caractérisée par de l'atrophie et de la faiblesse musculaire. L'entraînement en force constitue une intervention intéressante pour contrer la progression des déficiences musculaires. Des données générées par notre groupe de recherche suggèrent une amélioration de la capacité musculaire et fonctionnelle suite à un tel entraînement. L’adaptation musculaire est possible malgré le défaut génétique, mais les processus biologiques sous-jacents demeurent inconnus. MÉTHODOLOGIE. Un entrainement en force de 12 semaines a été suivi par 11 hommes atteints de DM1 et le protéome musculaire a été évalué à l’aide des biopsies musculaires collectées avant et après le programme. RÉSULTATS PRÉLIMINAIRES. Parmi toutes les protéines identifiées dans les échantillons musculaires, 46 ont été modulées significativement par l’entraînement. Une revue de littérature et l’utilisation d’outils de classification (PANTHER, REACTOME, UniProt) ont permis de classer les protéines selon leurs liens fonctionnels et ceux de leurs voies biologiques avec les résultats cliniques obtenus. AVANCEMENT DES CONNAISSANCES. En investiguant les différents processus biologiques impliqués dans les gains cliniques observés, ces analyses permettront d’identifier des biomarqueurs musculaires d’amélioration clinique, qui pourront éventuellement être mesurés lors d’essais cliniques élaborés pour améliorer la fonction musculaire.

Les maladies musculaires sont hétérogènes et il est difficile d’obtenir un diagnostic précis avec les méthodes présentement utilisées en clinique de neurologie. Celui-ci est particulièrement important pour une bonne prise en charge des patients et les essais cliniques thérapeutiques potentiels. Le séquençage de nouvelle génération a prouvé son efficacité pour diagnostiquer ces patients en recherche. Or, la performance diagnostique obtenue dans la communauté et les différents critères cliniques pouvant l’influencer restent incertains.

Notre étude vise à évaluer le rendement diagnostic d’un panel de 89 gènes liés à des maladies musculaires dans une cohorte canadienne de patients atteints et déterminer des critères cliniques favorables à l’obtention d’un diagnostic dans la communauté.

Pour ce faire, 1116 patients avec une faiblesse musculaire et un test clinique musculaire anormal, provenant de cliniques externes de neurologie, ont été séquencés. Les données cliniques ont été compilées dans une réquisition pour faire les statistiques.

Nous avons identifié un diagnostic moléculaire chez 180 patients (16,1%). Les patients avec une créatine kinase (enzyme musculaire) très élevée, une anomalie cardiaque ou un âge pédiatrique ont montré un rendement diagnostic significativement plus élevé.

En conclusion, notre panel de gènes a prouvé son utilité en clinique de neurologie et pourrait être utilisé en première ligne pour éviter un test invasif aux patients, selon les critères établis.

L’encéphalomyélite myalgique (EM) est une maladie complexe et débilitante dont l’étiologie est inconnue. On ne possède ni biomarqueur diagnostic ni remède et il existe une vaste hétérogénéité clinique entre les personnes atteintes d’EM (PAEMs). L’EM comprend une panoplie de symptômes, notamment le malaise après-effort qui se déclenche après un effort physique ou mental et va exacerber les symptômes de l’individu. La thrombospondine-1 (TSP-1), entre autres connue comme étant impliquée dans l’angiogénèse et l’apoptose, est une protéine avec plusieurs ligands. Notre hypothèse est que la modulation de la TSP-1 circulante joue un rôle dans l’exacerbation des symptômes caractéristiques du malaise après-effort.

Une cohorte de PAEMs et de témoins a été soumise à une stimulation biomécanique du bras, induisant un malaise après-effort chez les PAEMs. Tous ont rempli quatre questionnaires standardisés et ont été suivis pendant 8 jours durant lesquels ont été recueillis des échantillons biologiques et des données cliniques.

Les résultats préliminaires indiquent une différence d’expression de la TSP-1 plasmatique dosée par ELISA avant et après la stimulation chez les PAEMs. Cette mesure semble être un bon indicateur du malaise après-effort puisqu’on note une cohérence entre la TSP-1 et les mesures cognitives recueillies.

Ces recherches permettront de mieux caractériser l’implication de la TSP-1 dans la pathophysiologie de l’EM et la TSP-1 pourrait devenir une cible thérapeutique.