Apport des nouveaux outils de cytogénétique moléculaire à la définition clinique et moléculaire de nouveaux syndromes
Institution:
Paris 5Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Chromosome abnormalities are the leading cause of mental retardation (MR) and congenital malformations. Today, because of its greater resolution (10 to 100), array CGH (Comparative Genomic Hybridization) supersedes karyotype analysis when a whole genome analysis is required. Using array CGH, 10-15% of chromosomal abnormalities are detected in patients presenting with mental retardation. The first objective of the present study was, using this novel molecular cytogenetic tool, to investigate chromosome abnormalities observed in patients presenting with a syndromic form of mental retardation. This study allowed to describe two novel clinically recognizable syndromes associated respectively with a 19q13. 11 microdeletion and Xq27. 3q28microduplication. In the second part of my thesis, a cohort of patients presenting with a syndromic overgrowth syndrome was explored using this novel approach. This cohort included patients with a clinically recognizable entity such as Sotos syndrome or Weaver syndrome as well as patients presenting with a nonspecific overgrowth conditions. Using a 1 Mb resolution BAC microarray, five pathogenic chromosome abnormalities were identified. This led us to investigate further the “negative branch” of the cohort (18 patients) using a high resolution array CGH (Agilent 244K). Interestingly, two 19p13. 3 non overlapping deletions disrupting the same gene NFIX were detected in two patients. Subsequently, the NFIX gene was studied at the molecular level in 76 patients presenting with an overgrowth syndrome. We identified by direct sequencing a heterozygous mutation of the NFIX gene in a patient with a “Sotos-like” phenotype. As the phenotype of these three patients were very similar, we hypothesized that haploinsufficiency of NFIX gene was causal. Interestingly, Nfix-/- mutant mice have a phenotype reminiscent of Marshall-Smith syndrome (MSS). This led us to screen MSS patients for NFIX mutations. We identified NFIX mutations in 9 MSS patients. The study of the consequences of these mutations on the stability of the mutated NFIX transcript led us to suggest that variation in efficiency of the process of “Nonsense-mediated mRNA decay” could explain the phenotypic differences between the Sotos-like syndrome and the Marshall-Smith syndrome. In conclusion, the present work illustrates the value of array CGH in identifying novel chromosomal disorders and in establishing the molecular basis of well described Mendelian diseases.
Abstract FR:
Les anomalies chromosomiques constituent la principale cause de retard mental (RM) et de malformation congénitale. De nos jours, la CGH (Comparative Genomic Hybridization) array a supplanté le caryotype pour l’étude globale du génome en offrant une résolution 10 à 100 fois supérieure. L’étude de patients avec un retard mental syndromique par cette technique a permis de détecter environ 10 à 15% de remaniements chromosomiques non visibles sur le caryotype. L’objectif de mon travail était d’apporter des éléments de réponse sur les causes chromosomiques et moléculaires de formes syndromiques de retard mental grâce à l’utilisation de ce nouvel outil de cytogénétique moléculaire. Dans le premier volet de ma thèse, la recherche systématique d’anomalies chromosomiques cryptiques chez les patients présentant un retard mental idiopathique a permis de décrire deux nouveaux syndromes cliniquement reconnaissables à savoir la microdélétion 19q13. 11 et la microduplication Xq27. 3q28. Dans la deuxième partie de mon travail, j’ai exploré par CGH array une cohorte de patients avec une avance staturale syndromique sans base génétique. Cette cohorte comprenait des patients présentant une entité cliniquement reconnaissable (syndrome de Sotos, syndrome de Weaver. . . ) et des patients sans syndrome spécifique connu. A l’aide d’une puce de moyenne résolution (1 Mb), cinq anomalies pathogènes (5%) ont été identifiés. Ces résultats nous ont conduit à étudier en CGH array haute résolution (Agilent 244K) 18 patients de cette cohorte sans cause moléculaire. Deux délétions non chevauchantes localisées en 19p13. 3 et interrompant le même gène NFIX (nuclear factor I/X) ont ainsi été détectées chez deux patients. Le gène NFIX a alors été considéré comme un gène candidat chez 76 sujets présentant une avance staturale syndromique. Par séquençage directe, nous avons identifié une mutation non-sense hétérozygote chez une patiente diagnostiquée "Sotos-like". Ces trois patients ont un phénotype très similaire suggérant que l’haploinsuffisance de NFIX est responsable d’un syndrome de type Sotos-like. Les souris mutantes Nfix-/- ont un phénotype différent s’apparentant au syndrome de Marshall-Smith (MSS). Nous avons donc émis l’hypothèse que des mutations de NFIX puissent aussi être responsables de ce syndrome. De ce fait, nous avons identifié des mutations hétérozygotes chez 9 patients MSS. L’étude des conséquences de ces mutations sur la stabilité du transcrit NFIX muté nous a amené à proposer que la variation de l’efficacité du mécanisme du processus de Nonsense-mediated mRNA decay soit à l’origine de la distinction phénotypique entre les syndromes de Sotos-like et de Marshall-Smith. Notre travail apporte un nouvel exemple de l’intérêt de la CGH array dans l’identification de nouveaux syndromes ainsi que dans la découverte des bases moléculaires des pathologies mendéliennes.