Human debranching enzyme 1 deficiency : a novel genetic etiology of herpes simplex encephalitis
Institution:
Paris 6Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Une approche de criblage du génome entier a permis l’identification de la mutation faux-sens I120T dans l’enzyme de débranchement 1 (DBR1) chez deux enfants d’une même famille consanguine. DBR1 hydrolyse les ponts phosphodiester 2’—5’ au site de branchement des introns excisés sous forme de lasso lors de l’épissage de l’ARN pré-messager. La souche mutante nulle dbr1 de S. Cerevisiae présente un phénotype d’accumulation d’introns, complémenté par transfection du cDNA DBR1 humain sauvage. Une souche mutée à la même position présente une accumulation modérée d’introns, suggérant que l’allèle mutant est hypomorphe chez la levure. Une souche mutante nulle dbr1 de S. Cerevisiae a été transformée avec le cDNA DBR1 humain WT ou mutant, pour déterminer si l’allèle mutant est fonctionnel. L’allèle mutant confère une expression normale de l’ARN dans les fibroblastes immortalisés-SV40 d’un patient, et l’expression protéique est réduite. Les fibroblastes du patient présentent une production réduite d’IFN en réponse à une stimulation extracellulaire par poly(I:C) et un fort taux de réplication du virus HSV-1. Le défaut de réponse à TLR3 et la forte susceptibilité à HSV-1 dans les fibroblastes DBR1 I120T suggèrent un lien entre DBR1 et la voie TLR3, et suggèrent qu’une déficience dans DBR1 puisse être à la base de la pathogenèse à HSE chez les deux patients, par un défaut de contrôle de HSV-1 dans le CNS. Le mécanisme de ce défaut de réponse à TLR3 et de cette permissivité à la réplication de HSV-1 dans les cellules déficientes pour DBR1 n’est pas complètement compris, et sera caractérisé dans des cellules du système nerveux central dérivées de cellules souches pluripotentes induites
Abstract FR:
A genome-wide approach led to the identification of the homozygous missense mutation I120T in the gene encoding human debranching enzyme 1 (DBR1) in two herpes simplex encephalitis children from the same consanguineous family. DBR1 hydrolyzes the 2’—5’-phosphodiester bond at the branching site of introns, spliced out as lariats during pre-mRNA splicing. The null dbr1 mutant S. Cerevisiae strain shows an intron accumulation, complemented by transfection with human wild-type DBR1 cDNA. A strain mutated at the same position has been shown to display a moderate intron accumulation, suggesting that the mutant allele is hypomorphe in yeast. The null dbr1 mutant S. Cerevisiae was transformed with the WT or mutant human DBR1 cDNA, aiming at determining whether the mutant allele is functional. The DBR1 mutant allele confers normal RNA expression levels in the SV40-immortalized fibroblasts of one patient whereas the protein expression is reduced. The patient’s fibroblasts display an impaired IFN production in response to the extracellular stimulation with poly(I:C) as well as enhanced HSV-1 replication rates. The impaired poly(:C) responsiveness and enhanced HSV-1 susceptibility in DBR1 I120T fibroblasts suggest a link between DBR1 and the TLR3 pathway, and suggest that DBR1 deficiency may underlie the HSE pathogenesis in both patients, due to a defect in HSV-1 control in the CNS. The mechanism underlying this impaired TLR3 responsiveness and this HSV-1 replication permissiveness in DBR1 deficient cells is not fully understood, and will be further characterized in iPSC-derived CNS cells